JP5171570B2 - 米飯成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、寿司用のシャリ玉などの米飯成形物を自動で生産する米飯成形装置に関し、さらに詳しくいえば、成形部から落とされた米飯成形物が倒れたり、向きを変えたりするのを防止する米飯成形装置に関する。

食品小売店や回転寿司屋では、にぎり寿司用のシャリ玉（米飯成形物）を大量に生産する装置として、専用の米飯成形装置が用いられている。米飯成形装置は、例えば特許文献１に示すように、ホッパーから供給された米飯を所定の米飯成形物に圧縮しながら成形する成形部を備えている。

図９を併せて参照して、成形部１は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラ２，２と、成形ローラ２，２の端面を支持する一対の支持パネル４，４とを有し、成形ローラ２，２の間に上流側からすし飯を送り込み、各成形ローラ２，２の外表面に形成された凹型面３ですし飯を挟み込んで圧縮することにより、俵状のシャリ玉１０が下流側から開放され、トレーＴの上に落ちるようになっている。

しかしながら、この成形ローラ２，２を用いた成形方法には、次のような問題があった。すなわち、一般にすし飯は粘り気が強いために、図９（ｂ）に示すように、凹型面３ですし飯を挟み込んで圧縮した際にシャリ玉１０が凹型面３に貼り付き、斜めに傾いた姿勢でトレーＴや受け台などの放出面に落ちることがあった。

同様に、図９（ｃ）に示すように、シャリ玉１０が凹型面３から落ちて落下する際、シャリ玉１０の一部が支持パネル４，４の一部に触れて斜めになり、放出面Ｔの上に斜めに落ちることもあった。

シャリ玉１０が斜めに落下した場合、落下の勢いによって変形したり、崩れたりするおそれがあった。また、落下した拍子にシャリ玉１０がトレーＴの上で横に転がったりして位置や向きが変わり、次の工程をおこなうための放出部に移す際にシャリ玉１０の向きや位置を修正する必要があった。

特開２００６−１９７８２３公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するため、傾いたりせずに米飯成形物をほぼ同じ姿勢で落下するようにした米飯成形装置を提供することを目的としている。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、ホッパーから供給された米飯を圧縮しながら所定形状の米飯成形物に成形する成形部を含み、上記成形部は、水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成形するための凹型面が設けられ、上記各成形ローラの上流側から送り込まれた上記米飯が上記凹型面内で圧縮成形され、上記各成形ローラの下流側から上記米飯成形物となって放出される米飯成形装置において、上記各成形ローラには、上記各成形ローラの軸方向の両端面を支持する一対の支持パネルを有し、上記凹型面には、その一部に上記成形ローラの端面に向けて開放される切欠部が備えられ、上記各支持パネルには、上記凹型面内で圧縮され、上記凹型面の上記切欠部から押し出された上記米飯の一部が入り込み、上記米飯成形物を上流側から下流側へと案内するガイド部が設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記ガイド部は、上端側の幅が上記凹型面の間の上記切欠部による最大開口幅に相当し、下端側の幅が上記凹型面の間の上記切欠部による最小開口幅に相当し、上流から下流に向かって上記幅が漸次狭くなる扇状の第１ガイド溝と、一端が上記第１ガイド溝の下端に接続され、他端が上記支持パネルの下端に向かって延設された第２ガイド溝とを備えていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項３において上記第１ガイド溝の溝深さをＤ１、上記第２ガイド溝の溝深さをＤ２としたとき、上記第１ガイド溝と上記第２ガイド溝とはＤ２＞Ｄ１となるように形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４において、上記第２ガイド溝は、上記米飯成形物の側面に非接触となる深さに形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、支持パネルの一部に凹型面内で圧縮され、上記凹型面の切欠部から押し出された上記米飯の一部を受け止めて、上流から下流へと案内するガイド部を設けたことにより、米飯成形物が貼り付いたり、傾いたりすることなく、正しい姿勢でトレーの上に落とすことができる。

請求項２に記載の発明によれば、凹型面内で圧縮された押し出された米飯の一部がガイド溝内に入り込み、ガイド溝に沿って落下することにより、米飯成形物の落下がより確実に案内される。

請求項３に記載の発明によれば、扇形の第１ガイド溝を設けたことにより、凹型面の噛み合わせ状況に併せて凹型面から押し出された米飯の一部が無理なくガイド部に案内されるため、米飯が成形ローラと支持パネルの間に入り込んで、押し潰されたりするのを防止できる。

請求項４および５に記載の発明によれば、第１ガイド溝の溝深さをＤ１、上記第２ガイド溝の溝深さをＤ２とし、第１ガイド溝と第２ガイド溝をＤ２＞Ｄ１とし、かつ、米飯成形物の側面に非接触となる深さに形成したことで、ガイド溝の出口側で米飯成形物が支持パネルの一部に引っ掛かって、姿勢が崩れるのを防ぐことができる。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１は本発明の一実施形態に係る米飯成形装置の斜視図であり、図２は図１の食品成形装置を覆うカバーを取り外して内部機構が分かるようにした斜視図であり、図３は本発明の食品成形装置の内部構造を表す正面図であり、図４は本発明の食品成形装置の内部構造を表す側面図である。

図５（ａ）は成形部の成形ローラの横断面図であり、（ｂ）は縦断面図である。図６（ａ）はガイド部の正面図であり、（ｂ）は中央縦断面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は成形ローラの成形手順を模式的に示す正面図であり、図８（ａ）〜（ｃ）は図７の成形手順の縦断面図である。

図１〜図４に示すように、この米飯成形装置１００は、米飯（すし飯）が投入されるホッパー２００と、ホッパー２００から供給されたすし飯を圧縮しながら送り出す圧縮部３００と、圧縮されたすし飯を所定の形状に成形する成形部４００と、成形された米飯成形物（シャリ玉１０：図４参照）を所定の場所に搬送する搬送部５００と、搬送部５００から搬送されたシャリ玉１０を一時的に蓄えておく保管部６００とを備えている。

なお、本実施形態において、Ｘ軸方向とは、米飯成形装置１００の幅方向（図３の左右方向）を指し、Ｙ軸方向は、米飯成形装置１００の奥行き方向（図３の紙面垂直方向）を指す。Ｚ軸方向とは、米飯成形装置１００の上下方向（図３の上下方向）を指す。

図１に示すように、通常使用において、米飯成形装置１００は、埃などが内部に侵入しないようにパネルによって覆い隠されており、メンテナンス時にそれらパネルを着脱可能とすることによって、図２に示すような内部構造が現れるようになっている。

米飯成形装置１００の前面には、米飯成形装置１００を操作するための操作パネル１１０が設けられている。この例において、操作パネル１１０は、前面の左上に設けられており、すし飯の量目やシャリ玉１０の成形数などを設定する各種設定ボタンや、その表示部のほか、電源スイッチや緊急停止スイッチなどが配置されている。本発明において、操作パネル１１０の構成は、仕様に応じて任意に設定可能である。

ホッパー２００は、装置本体の上部に向かって開放され、内部にすし飯が貯留される貯留部２１０と、同貯留部２１０内のすし飯を攪拌しながら下流側へ押し流す攪拌部２２０とを備えており、米飯成形装置１の上部には、ホッパー２００にすし飯を供給する保存容器２３０が着脱自在に設けられている。

貯留部２１０は、装置本体の上から下に向かうにつれて容積が小さくなる漏斗状に形成されており、下流側が後述する圧延部３００に向かって開放されている。攪拌部２２０は、図示しない駆動手段を介して、回転駆動される２本の攪拌アーム２４０を有し、各攪拌アーム２４０には、所定間隔で複数の攪拌ロッド２５０が取り付けられている。図３において、各攪拌アーム２４０は、右回り（時計回り）に回転する。

圧縮部３００は、ホッパー２００の出口側に配置され、ホッパー２００から供給されるすし飯を圧縮する上段圧縮ローラ対３１０と、上段圧縮ローラ対３１０の下流側（送出側）に配置され、上段圧縮ローラ対３１０にて圧縮されたすし飯をさらに圧縮する下段圧縮ローラ対３２０とを有する２段圧縮部である。

上段圧縮ローラ対３１０は、所定の水平回転軸（図３では紙面垂直方向）を中心に回転する一対のローラからなり、所定の間隔をもって互いに対向配置されている。下段圧縮ローラ対３２０も同じく水平回転軸を中心に回転する一対のローラからなり、上段圧縮ローラ対３１０よりも間隔が狭くなるように配置されている。

上段圧縮ローラ対３１０と下段圧縮ローラ対３２０はともに、対向するローラの間に流し込まれたすし飯を上流側から下流側に向かって移動させるため、互いに相反する方向に回転するように設定されている。

この例において、圧縮部３００は、２段圧縮ローラであるが、仕様に応じては一段であってもよいし、多段化してもよい。本発明において、ホッパー２００および圧縮部３００の具体的な構成は任意的事項であり、その形状や配置などは仕様に応じて任意に変更可能である。

図５を併せて参照して、成形部４００は、圧縮部３００の下流側に配置された一対の成形ローラ４１０，４１０と、成形ローラ４１０，４１０の軸方向の両端面を支持する一対の支持パネル４５０，４５０とを備えている。各成形ローラ４１０，４１０はともに同一形状の合成樹脂製で、それらが互いに相反する方向に同期的に回転するように設計されている。

成形ローラ４１０の外周には、成形部４００に送り込まれたすし飯をシャリ玉１０に成形する凹型面４２０が設けられている。凹型面４２０は、成形ローラ４１０の外表面から中心に向かってシャリ玉１０のほぼ半分に相当する容積を有する断面が半俵状の凹部からなり、成形ローラ４１０の円周方向に所定の間隔、この例では６０°間隔で６箇所設けられている。

各成形ローラ４１０は、外接円同士が接するように配置されており、凹型面４２０の端部が噛み合うようになっている。これによれば、各成形ローラ４１０の間に上流側から流し込まれるすし飯は、凹型面４２０，４２０の中に詰め込まれ、成形ローラ４１０同士の回転に伴い、凹型面４２０内で圧縮され、俵型に成形されたのち、下流側に放出される。

凹型面４２０の両端（図５（ｂ）では左右方向）は、成形ローラ４１０の端面に向けて開放された切欠部４２１，４２１が設けられている。切欠部４２１，４２１は、凹型面４２０の中央の断面積よりも小さな開口であり、凹型面４２０内で圧縮された米飯の一部が切欠部４２１，４２１から外に押し出されるようになっている。

支持パネル４５０，４５０は、合成樹脂製の板体からなり、成形ローラ４１０の軸方向の端面に沿って配置されている。支持パネル４５０はともに同一形状であり、それらが成形ローラ４１０を挟んで対称に配置されており、以下においては、いずれか一方の支持パネル４５０を例にとって説明する。

図６（ａ），（ｂ）を参照して、支持パネル４５０には、成形ローラ４１０，４１０の回転軸４１１，４１１が挿通される軸挿通孔４５１，４５１が回転軸４１１，４１１に対して同軸的に設けられている。

支持パネル４５０の中央には、成形ローラ４１０の凹型面４２０の切欠部４２１から押し出された米飯を受け止めて、下流へと案内するガイド部４６０が設けられている。ガイド部４６０は、支持パネル４５０の表面（成形ローラ４１０の対向面）から所定深さ凹ませたガイド溝からなる。ガイド部４６０は、各成形ローラ４１０，４１０の突き合わせ面を中心とする垂直軸線に沿って同軸的に形成されている。

ガイド部４６０は、深さの異なる２種類のガイド溝４６１，４６２とを備えている。一方のガイド溝（第１ガイド溝４６１）は、始端側（図６（ａ）では上端側）の幅Ｗ１が凹型面４２０の間の最大開口幅に相当し、終端側（図６（ａ）では下端側）の幅Ｗ２が凹型面の間の最小開口幅に相当し、始端側から終端側に向かって幅が漸次狭くなる扇状に形成されている。第１ガイド溝４６１の始端側は、米飯を案内しやすいように所定角度のテーパ面とされている。

他方のガイド溝（第２ガイド溝４６２）は、上端が第１ガイド溝４６１の終端に接続され、下端が支持パネル４５０の下端に向かって延設された等幅の溝である。第１ガイド溝４６１と第２ガイド溝４６２とは溝深さが異なっており、その境界部は、米飯が引っ掛かったりしないように所定曲率の曲率面に形成されている。

第１ガイド溝４６１の溝深さをＤ１、第２ガイド溝４６２の溝深さをＤ２としたとき、第１ガイド溝４６１と第２ガイド溝４６２とはＤ２＞Ｄ１となるように形成されている。なお、第１ガイド溝４６１に対して第２ガイド溝４６２が深く形成されていればよく、具体的な溝深さＤ１，Ｄ２は、仕様に応じて任意に設定されてよい。

この例において、第１ガイド溝４６１と第２ガイド溝４６２とはＤ２＞Ｄ１となるように形成されているが、第２ガイド溝４６２は、少なくとも米飯成形物に対して非接触となる深さに形成されていることが好ましい。

再び図２〜図４を参照して、搬送部５００は、成形されたシャリ玉１０を掴む一対の保持アーム５１０，５１０と、同保持アーム５１０，５１０の先端を開閉するアーム開閉手段５３０と、保持アーム５１０，５１０を上下方向（Ｚ軸方向：図３では上下方向）に昇降させるＺ軸移動手段５５０と、保持アーム５１０，５１０を左右方向（Ｘ軸方向：図３の左右方向）に移動させるＸ軸移動手段５７０とを備えている。

搬送部５００は、保持アーム５１０、アーム開閉手段５３０およびＺ軸移動手段５５０が組み込まれた筐体カバー５０１が成形部４００の下流側に配置されており、保護カバー５０１全体がＸ軸移動手段５７０によって左右方向に動くようになっている。

保管部６００は、シャリ玉１０を一時的に保管しておくトレー６１０と、トレー６１０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段６３０とを備えている。トレー６１０は、合成樹脂の成形品からなり上面が開放された矩形状の箱体である。トレー６１０の大きさや形状は仕様に応じて、任意に選択されてよい。

本発明において、搬送部５００および保管部６００の具体的な構成は任意であり、本発明の成形部４００を備えていれば、仕様に応じて任意に変更されてよい。

次に、図１〜図８を参照しながら、この米飯成形装置１００の使用手順の一例について説明する。まず、すし飯が入れられた保存容器２３０をホッパー２００の上部に取り付けたのち、電源スイッチを入れる。これに伴い、ホッパー２００の攪拌ロッド２４０が回転し始める。

次に、操作パネル１１０を操作して、すし飯の量目やシャリ玉１０の成形数などの各種項目を設定したのち、作業開始ボタンを操作する。作業開始ボタンを受けて、図示しない制御部は、まず、全ての機構の初期化を行い、エラー信号が出ていないか、搬送部５００が初期位置にあるかなどをチェックする。

チェックが完了すると、制御部は、圧縮部３００の各圧縮ローラ対３１０，３２０を回転させ、ホッパー２００から送り出されたすし飯を圧縮しながら成形部４００の上流側に搬送する。

成形部４００の上流側にすし飯の到来を確認すると、制御部は、成形部４００に指令を出し、成形部４００の成形ローラ４１０，４１０同士を互いに相反する方向に回転させる。

成形ローラ４１０，４１０の回転に伴い、すし飯は、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、成形ローラ４１０，４１０の凹型面４２０，４２０の間に取り込まれ、シャリ玉１０の圧縮が開始される。

成形ローラ４１０，４１０の回転に伴って、凹型面４２０，４２０内に閉じ込められたすし飯１０は、徐々に圧縮されてゆき、その一部が圧縮に伴って両端の切欠部４２１，４２１から押し出される。

図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、切欠部４２１から押し出されたすし飯１０は、第１ガイド溝４６１に押し当てられるとともに、成形ローラ４１０，４１０の回転に伴い徐々に下方に移動する。その際、扇状に形成された第１ガイド溝４６１によって、下方に向かいながら、中心に向けて圧縮される。

これによれば、上流側から投入されたすし飯を第１ガイド溝４６１内にスムーズに流し込むことができため、シャリ玉１０の側面に押し出された部分が、シャリ玉１０の落下時におけるガイドとなり、シャリ玉１０の直進安定性および落下姿勢安定性が向上する。

次に、図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、成形ローラ４１０，４１０をさらに回転させることで、凹型面４２０，４２０の下端側が開かれるとともに、凹型面４２０，４２０内で圧縮されたシャリ玉１０が凹型面４２０，４２０から開放され落下する。

その際、第２ガイド溝４６２の側面にシャリ玉１０の側面が当接せずに、シャリ玉１０が落下することにより、シャリ玉１０の側面が引っ掛かって傾いたりすることを防止しつつ、万が一、姿勢が崩れた場合は、第２ガイド溝４６２によって、姿勢を大きく崩すことを防止する。

成形されたシャリ玉１０が凹型面４２０から抜け落ち、下流の搬送部５００に向けて投下される。搬送部５００に向けて投下されたシャリ玉１０は、保持アーム５１０，５１０によって、安定した姿勢を維持したままの状態でキャッチされる。

シャリ玉１０が保持アーム５１０によって捕捉されたのを確認したのち、制御部は、まず、Ｘ軸移動手段５７０に指令を出し、所定のトレー６１０のＸ軸位置に保持アーム５１０を含む筐体カバー５０１全体を移動させる。

所定のＸ軸位置に移動させたのち、制御部は次に、Ｚ軸移動手段５５０に下降指令を出す。下降指令を受け、Ｚ軸移動手段５５０は、図示しない駆動モータにより保持アーム５１０を下降させたのち、併せてアーム開閉手段５３０に「アーム開」指令を出し、保持アーム５１０の先端を開いてシャリ玉１０をトレー６１０の上にリリースする。

しかるのち、制御部は、アーム開閉手段５３０に「アーム中立」指令を出す。これを受けて、アーム開閉手段５３０は、中立位置に保持アーム５１０を戻す。さらに、Ｚ軸移動手段５５０にも「初期位置」指令を出し、保持アーム５１０を初期位置まで持ち上げる。さらには、Ｘ軸移動手段５７０にも同様の「初期位置」指令を出し、搬送部５００の筐体５０１を初期位置に戻す。

以上の一連の工程を繰り返し、トレー６１０の上に規定量のシャリ玉１０が敷き詰められたのを確認すると、制御部は、Ｙ軸移動手段６３０を介してトレー６１０を取り出し位置まで移動させる。しかるのち、制御部は搬送部５００を初期位置まで戻すとともに、最後にブザーなどで成形完了を作業者に知らせる。

上述した実施形態において、米飯成形装置１００は、米飯成形物としてシャリ玉１０を成形する場合について例示したが、本発明の米飯成形装置１００は、上述した特徴を備えていれば、シャリ玉１０以外の米飯成形物に適用されてもよい。さらには、米飯成形物だけでなく、コロッケやクッキーなどの各種食品成形物の成形装置に適用されてもよい。

本発明の一実施形態に係る米飯成形装置の斜視図。 図１の食品成形装置を覆うカバーを取り外して内部機構が分かるようにした斜視図。 本発明の食品成形装置の内部構造を表す正面図。 本発明の食品成形装置の内部構造を表す側面図。 （ａ）は成形部の成形ローラの横断面図、（ｂ）は縦断面図。 （ａ）はガイド部の正面図、（ｂ）は中央縦断面図。 （ａ）〜（ｃ）成形ローラの成形手順を模式的に示す正面図。 （ａ）〜（ｃ）図７の成形手順の縦断面図。 （ａ）〜（ｃ）本発明の従来技術に関連する関連図。

１０ シャリ玉
１００ 米飯成形装置
２００ ホッパー
３００ 圧縮部
３１０ 上段圧縮ローラ対
３２０ 下段圧縮ローラ対
４００ 成形部
４１０，４１０ 成形ローラ
４２０ 凹型面
４２１ 切欠部
４５０，４５０ 支持パネル
４６０ ガイド部
４６１ 第１ガイド溝
４６２ 第２ガイド溝
５００ 搬送部
５１０ 保持アーム
５３０ アーム開閉手段
５５０ Ｚ軸移動手段
５７０ Ｘ軸移動手段
６００ 保管部
６１０ トレー

Claims (5)

1. ホッパーから供給された米飯を圧縮しながら所定形状の米飯成形物に成形する成形部を含み、上記成形部は、水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成形するための凹型面が設けられ、上記各成形ローラの上流側から送り込まれた上記米飯が上記凹型面内で圧縮成形され、上記各成形ローラの下流側から上記米飯成形物となって放出される米飯成形装置において、
   上記各成形ローラには、上記各成形ローラの軸方向の両端面を支持する一対の支持パネルを有し、上記凹型面には、その一部に上記成形ローラの端面に向けて開放される切欠部が備えられ、
   上記各支持パネルには、上記凹型面内で圧縮され、上記凹型面の上記切欠部から押し出された上記米飯の一部が入り込み、上記米飯成形物を上流側から下流側へと案内するガイド部が設けられていることを特徴とする米飯成形装置。
2. 上記ガイド部は、上記支持パネルの一部を凹ませたガイド溝からなり、上記ガイド溝は、上記各成形ローラの突き合わせ面を通る垂直軸線に沿って形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. 上記ガイド部は、上端側の幅が上記凹型面の間の上記切欠部による最大開口幅に相当し、下端側の幅が上記凹型面の間の上記切欠部による最小開口幅に相当し、上流から下流に向かって上記幅が漸次狭くなる扇状の第１ガイド溝と、一端が上記第１ガイド溝の下端に接続され、他端が上記支持パネルの下端に向かって延設された第２ガイド溝とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の米飯成形装置。
4. 上記第１ガイド溝の溝深さをＤ１、上記第２ガイド溝の溝深さをＤ２としたとき、上記第１ガイド溝と上記第２ガイド溝とはＤ２＞Ｄ１となるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の米飯成形装置。
5. 上記第２ガイド溝は、上記米飯成形物の側面に非接触となる深さに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の米飯成形装置。

Images