JP6371178B2 - 回転釜 - Google Patents

Description

本発明は、食品を回転させながら加熱調理を行う回転釜に関するものである。

食材、例えば納豆用の大豆を蒸煮する場合、均一な加熱を行うために、大豆を撹拌しながら加熱する釜として、横軸を中心に上下方向に連続回転させながらの加熱を可能とした回転釜を使用するということが行われている。この場合、一度に大量の豆を蒸煮するため、回転釜は大きなものとなっており、蓋の開閉には機械装置を用いる。回転釜では、蓋との着脱を可能とした蓋開閉用アームを設置しておき、蓋開閉用アームで蓋の開閉を行うようにしている。蓋開閉用アームは蓋を開閉するために必要であるが、蓋開閉用アームを蓋に接続したままでは釜本体を回転することができないため、回転蒸煮時には蓋開閉用アームを蓋から離して釜を回転し、回転蒸煮終了後に蓋開閉用アームを蓋に接続するようにしている。

蓋と蓋開閉用アームを接続する場合には蓋が真上の位置になっている必要がある。もしも釜の回転停止位置がずれており、蓋が正確な真上の位置となる正立位置になっていないと、蓋と蓋開閉用アームを接合する際に正しく接合できないことになる。蓋と蓋開閉用アーム位置がずれていた場合、蓋開閉用アームを降ろした際に蓋開閉用アームと蓋は正規の接合部以外の部分で衝突することになり、接合部に傷が付くことや、衝突の衝撃によって接合部で故障が発生することもある。このような回転釜では、特開２００４−２３６６７４号公報に記載の発明のように回転角度をロータリーエンコーダで検出し、正立位置を検出して釜の回転を停止するようにしている。例えば３６０°を１４４０パルスで出力するロータリーエンコーダであれば、０．２５°単位で角度を検出することになる。

しかしこの場合、ロータリーエンコーダで検出できるのは、正立位置（±０°）の点を含んでいる一定の幅を持った角度帯に入ったということのみである。そのため、その領域に入った瞬間の点が正立位置に該当する場合もあれば、そこから０．２５°先が正立位置になる場合もある。つまり、０．２５°単位で角度を検出するものであれば、最大で０．２５°のずれが発生する可能性があることになる。一定の角度帯のどの点が正立位置になるかは、回転釜の個体によって様々となり、このずれによって蓋とアームを接続する際に、接続部で衝突が発生することがあった。

そこで特許５０５８５９２号に記載の発明では、制御装置はロータリーエンコーダで正立位置となる角度を含んだ角度帯に達したことを検出すると、その時点からあらかじめ設定しておいた設定時間Ｔ後に釜の回転を停止する制御を行うようにしている。釜の上下方向の向きを回転させている場合に、釜の向きが正立位置の角度帯に入ったことを検出した瞬間から、±０°の正立位置になるまでの時間を設定時間Ｔとしてあらかじめ設定しておき、正立位置の角度帯に入ったときから設定時間Ｔ後に回転釜の回転を停止するようにする。設定時間Ｔの設定は、回転釜を試運転する際に、正立位置の角度帯に入ったことを検出した時から釜が正立位置になるまでの時間を実際に測定しておき、その値を入力することで行えるようにしておく。

正立位置の角度帯に入る瞬間の角度は、回転釜の製作上の誤差によって個体ごとに異なるが、個体内においては毎回同じ角度になるのであれば、正立位置の角度帯に入ったことを検出した瞬間から設定時間Ｔ後に回転を停止するようにすることで、常に適切な位置で回転を停止することができると考えられていた。角度検出から設定時間Ｔ後に回転停止とすることによって、より正立位置に近い位置で回転を停止することができるようになったが、この場合であっても、停止位置にずれが発生することがあった。そのため、より正確な位置で停止することのできる回転釜が望まれていた。

特許５０５８５９２号公報

本発明が解決しようとする課題は、回転釜において釜の回転停止位置がずれることを防止し、正立位置により近い状態で停止することができる回転釜を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、食材を出し入れする開口部を持った底のある釜本体、釜本体を上下方向に回転するための回転駆動機構、釜本体の開口部をふさぐための蓋、蓋とは着脱可能であって蓋の開閉を行うための蓋開閉用アーム、釜の回転角度を検出するロータリーエンコーダ、回転釜の回転を制御する制御装置を設けており、釜の上下方向での回転を可能としている回転釜であって、蓋と蓋開閉用アームを接続するために釜を所定の停止位置で停止させる場合、制御装置では、ロータリーエンコーダで停止位置となる角度を含んだ角度帯に達したことを検出すると、その時点からあらかじめ設定しておいた設定時間Ｔ後に釜の回転を停止するようにしている回転釜において、前記回転釜には温度検出装置を設けておき、温度検出装置で検出した検出温度が高い場合には、検出温度が低い場合に比べて、ロータリーエンコーダで停止位置となる角度を含んだ角度帯に達したことを検出した時点から釜の回転を停止するまでの時間である設定時間Ｔの値が大きくなるように補正するものであることを特徴とする。

加熱調理を行う回転釜では、加熱調理を行う前の低温時の状態と、加熱調理を行った直後の高温時の状態で温度が大きく異なる。回転釜の温度が高くなると、回転釜の回転を行っているベアリング部分では、部材の膨張により回転に対する抵抗が大きくなる。抵抗が大きくなれば、回転し難くなるため、釜を正立位置で停止するようにしてもその手前で停止してしまうことになる。釜の温度が高くなった場合には、設定時間Ｔの値を長くする方向に補正することで、釜を正立位置により近い位置で停止させることができるようになる。

本発明を実施することで、回転釜の回転停止位置が正立位置からずれることを防止でき、正立位置により近い状態で停止することができる。そのため、蓋と蓋開閉用アームの接続を行う場合に蓋開閉用アームが蓋に衝突することを防止することができる。

本願発明を実施している回転釜の正立時の正面図 図１の倒立時の正面図 角度検出用歯車部分の拡大図 回転釜の角度検出と回転停止の関係を説明する説明図

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本願発明を実施している回転釜の正立時の正面図、図２は図１の倒立時の正面図、図３は回転開度検出用歯車部分の拡大図、図４は回転釜の角度検出と回転停止の関係を説明する説明図である。

回転釜は、釜本体１と釜本体１の左右に設けた釜回転軸支持台１２などからなる。釜本体１の左右側面には釜回転軸２を接続しており、釜回転軸支持台１２によって釜回転軸２を支える。釜本体１は食材１０を出し入れする開口部を持った有底の容器であり、蓋４によって釜本体１の開口部をふさぐことができるようにしておく。釜本体１には側面の釜回転軸２を設けている部分に蒸気導入管９を接続しており、釜本体１内に蒸気を導入することで釜本体１内の食材１０を蒸煮する。そのため、釜本体１内の圧力が上昇しても蓋４が開かないように、釜本体１と蓋４をクラッチリングで固定するようにしている。釜回転軸２は釜を縦方向に回転することができるように釜の重心位置に接続しており、図１の左側に当たる釜回転軸支持台１２に、釜回転軸２を回転させる回転駆動装置３を設ける。

釜本体１の回転には大きな力が必要であるため、釜回転軸２には大径の駆動用歯車１３を設けておき、回転駆動装置３は駆動用歯車１３を回転することで釜回転軸２を回転するようにしている。釜回転軸２の駆動用歯車１３よりも外側には、釜回転軸２を中心軸とした角度検出用歯車６を設けており、角度検出用歯車６に連結させてロータリーエンコーダ用歯車８を設ける。ロータリーエンコーダ用歯車８の中心軸はロータリーエンコーダ７に接続しておき、ロータリーエンコーダ７によってロータリーエンコーダ用歯車８の回転量を検出するようにしている。回転駆動装置３及びロータリーエンコーダ７のそれぞれと接続した制御装置１５を設けておき、制御装置１５はロータリーエンコーダ７からの情報を受けて釜本体１の角度を算出し、釜本体１の位置に基づいて回転駆動装置３の作動を制御する。

また、回転駆動装置３を設けている釜回転軸支持台１２の上部には、蓋開閉用アーム５を設けておく。蓋開閉用アーム５は蓋４を斜め上方へ跳ね上げるためのものであり、蓋開閉用アーム５に設けた蓋着脱機構１１によって蓋４との着脱を可能としている。蓋開閉用アーム５を蓋４に接続する場合は、釜本体を正立位置（蓋が上となり釜本体が水平となる位置）としておき、蓋開閉用アーム５を倒すことで蓋開閉用アーム５の蓋着脱機構１１を蓋４の頂部に設けている蓋側接続具１４に重ね合わせ、蓋着脱機構１１側のピン（図示せず）によって蓋側接続具１４と結合する。蓋開閉用アーム５と蓋４を結合した状態で蓋開閉用アーム５を持ち上げると、蓋４が釜本体１から離れて釜本体１上部が開くことになる。

釜によって食材１０の加工を行う場合の操作を説明する。釜本体１を正立位置とし、蓋４を持ち上げておいて、釜本体１内へ食材１０（例えば吸水させた大豆）を投入する。蓋開閉用アーム５を倒して蓋４を釜本体１に載せ置き、クラッチリングによって釜本体１と蓋４を固定する。次に蓋開閉用アーム５と蓋４の接続を解除して蓋開閉用アーム５をはね上げることで準備が終了する。その後、蒸気導入管９を通して釜本体１内に蒸気を導入し、釜本体１内の食材１０を蒸煮する。また、回転駆動装置３を作動させることで駆動用歯車１３を回転させ、駆動用歯車１３に接続している釜回転軸２及び釜回転軸２と接続している釜本体１を回転させる。釜本体１を回転させながら蒸煮を行うことにより、釜本体１内の食材１０はむらなく加熱することができる。

食材１０の蒸煮が終了すると、釜本体１を正立位置の状態に戻し、蓋開閉用アーム５を倒して蓋開閉用アーム５の蓋着脱機構１１と蓋側接続具１４が重なるようにする。蓋着脱機構１１のピンを蓋側接続具１４に掛けることで蓋開閉用アーム５と蓋４を接続し、クラッチリングを外して蓋開閉用アーム５をはね上げることで釜本体１の上部を開口する。釜の側面に食材１０を受ける容器を準備し、回転駆動装置３を作動させることで釜本体１を斜めに傾け、釜本体１内から食材１０を取り出す。その後、釜本体１を正立位置に戻せば最初の状態に戻り、一サイクルの作業工程は終了する。

この一連の工程で問題となるのは、蒸煮終了後、釜本体１を正立位置に戻して、蓋開閉用アーム５を蓋４に接続する場合、釜本体１の回転停止位置がずれていると、蓋開閉用アーム５の蓋着脱機構１１と蓋側接続具１４が衝突するということである。蓋着脱機構１１は蓋側接続具１４のすぐ近くに降りてくるものであるため、釜本体１の回転停止位置がずれていると、蓋着脱機構１１が蓋側接続具１４と衝突し、衝突部への傷や衝突の衝撃によって蓋着脱機構等に故障が発生するというおそれがある。

蓋着脱機構１１と蓋側接続具１４の衝突を防止するためには、釜本体１の回転を正しい位置で停止させることが必要である。釜回転軸２には角度検出用歯車６を設け、角度検出用歯車６にロータリーエンコーダ用歯車８を連結しておき、ロータリーエンコーダ用歯車８の回転量をロータリーエンコーダ７で検出することによって釜本体１の角度を検出している。

回転駆動装置３を作動し、駆動用歯車１３を回転させることで釜回転軸２を回転すると、釜本体１が回転するとともに、釜回転軸２に接続している角度検出用歯車６が回転する。角度検出用歯車６が回転すれば、同時にロータリーエンコーダ用歯車８が回転するため、ロータリーエンコーダ用歯車８の回転量をロータリーエンコーダ７によって検出することで、釜本体１の回転角度を検出することができる。ロータリーエンコーダ７による角度の検出は、デジタル的に行われており、３６０°を１４４０パルスで出力するロータリーエンコーダなら、０．２５°単位で角度を検出する。ロータリーエンコーダ７による停止位置の検出は、従来行われていた近接スイッチによる停止位置の検出よりも精度を高めることができるのであるが、これでは正立位置を含んだ角度帯のどこかに入っていることしか分からないため、精度は不十分である。

図４は角度検出の例を説明するものである。図４では回転釜の角度変化を時系列で示したものであり、グラフ上の斜線はその時点における角度を示している。回転釜による角度は連続的に変化していくため、角度変化は直線で表すことができる。しかし、ロータリーエンコーダによる角度検出は、０．２５°単位で検出しているため、階段状にしか変化を検出することができない。制御装置１５では、±０°の正立位置を含んだ０．２５°幅の角度帯内に入っている場合には正立位置、正立位置の角度帯より１段階マイナス側の角度帯では正立位置−０．２５°、正立位置より１段階プラス側の角度帯なら正立位置＋０．２５°というように角度を検出する。なお、図４では正立位置の角度帯は−０．２０°から＋０．０５°の範囲になっているが、この値は各回転釜における製作上の誤差によって様々に変化する。

図４でのロータリーエンコーダによる角度検出の場合、正立位置を含んだ角度帯に入った瞬間と、正立位置の角度帯から外れる瞬間は検出することができるが、正立位置の角度帯中にある±０°に到達したことの検出は行えない。そこで、正立位置の角度帯に入ったことを検出した瞬間から、±０°の完全な正立位置になるまでの時間を設定時間Ｔとしてあらかじめ設定しておき、正立位置の角度帯に入ったときから設定時間Ｔ後に回転釜の回転を停止するようにする。設定時間Ｔの設定は、回転釜を試運転する際に、正立位置の角度帯に入ったことを検出した時から釜が正立位置になるまでの時間を実際に測定しておき、その値を入力する。そのため、制御装置１５には時間を設定することのできるタイマー装置を設けておく。

そしてこの設定時間Ｔは、釜本体の温度によって補正するようにしておく。釜本体部には温度を検出する温度検出装置１６を設け、温度検出装置１６で検出した温度は制御装置１５に出力する。制御装置１５では、検出温度に基づいて設定時間Ｔの補正を行う。回転釜の温度が上昇すると、回転軸を支えるベアリング部分でも温度が上昇する。ベアリング部での温度が上昇した場合、ベアリングの部材が熱によって膨張すると、回転時の抵抗が大きくなるため、温度によって回転速度は変化する。そのため、角度検出から停止までの時間である設定時間Ｔを固定の値にしていると、ベアリング部の温度が高い場合には正立位置の手前で回転を停止することになり、ベアリング部の温度が低い場合には正立位置の先で回転を停止することになっていた。

そこで制御装置１５では、温度検出装置１６で検出している温度値に基づいて、設定時間Ｔの値を増減する補正を行う。補正後の設定時間Ｔの値は、温度検出装置で検出した検出温度が高い場合には、検出温度が低い場合に比べて、設定時間Ｔの値が大きくなるように補正する。

回転釜による食材の加熱調理が終了すると、釜内の食材を取り出す。その際には蓋の取り外しを行うため、釜を正立位置に戻す必要がある。この場合、加熱調理直後であって釜全体の温度は高くなっているため、温度検出装置１６にて検出する温度は高くなる。制御装置１５では、温度検出装置１６にて検出した温度に基づき、設定時間Ｔの補正を行っており、検出温度が高い場合の設定時間Ｔは検出温度が低い場合に比べると長くなる。

制御装置では、釜の角度が正立位置を含む角度帯に入ったことをロータリーエンコーダで検出した時からの経過時間を検出しておき、補正を行った設定時間Ｔが経過すると釜の回転を停止する。このようにすることにより、釜の回転を正立位置で停止させることができる。

釜を正立位置に戻した後、アームを下げて蓋とアームの接続を行う。釜の回転が正しい位置で止まっていると、アームは蓋の接合部に正確に降ろすことができ、アームと蓋の接合を行う。その後、アームを持ち上げることで蓋の取り外しを行う。釜内の食材取り出しは、蓋を外した状態で開口部が下方に来るまで釜の回転を行い、釜の開口部から食材を取り出す。

食材の取り出し後に釜内の洗浄を行い、洗浄を終了すると、次バッチのために釜を正立位置に戻す。この場合、釜全体の温度は低くなっているため、釜を正確に正立位置に戻すため設定時間Ｔは、先ほどの高温時より短くなる。この場合も制御装置では、釜の角度が正立位置を含む角度帯に入ったことをロータリーエンコーダで検出した時からの経過時間を検出しておき、補正を行った設定時間Ｔが経過すると釜の回転を停止する。このようにすることにより、釜の回転を正立位置で停止させることができる。

その後、釜内に食材を投入し、アームを降ろすことで蓋を閉じる場合、釜を正立位置に正確に停止させていると、蓋は開口部の位置に正しく降ろすことができ、蓋は開口部の固定具と結合することができる。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ 釜本体
２ 釜回転軸
３ 回転駆動装置
４ 蓋
５ 蓋開閉用アーム
６ 角度検出用歯車
７ ロータリーエンコーダ
８ ロータリーエンコーダ用歯車
９ 蒸気導入管
１０ 食材
１１ 蓋着脱機構
１２ 釜回転軸支持台
１３ 駆動用歯車
１４ 蓋側接続具
１５ 制御装置
１６ 温度検出装置

Claims (1)

1. 食材を出し入れする開口部を持った底のある釜本体、釜本体を上下方向に回転するための回転駆動機構、釜本体の開口部をふさぐための蓋、蓋とは着脱可能であって蓋の開閉を行うための蓋開閉用アーム、釜の回転角度を検出するロータリーエンコーダ、回転釜の回転を制御する制御装置を設けており、釜の上下方向での回転を可能としている回転釜であって、蓋と蓋開閉用アームを接続するために釜を所定の停止位置で停止させる場合、制御装置では、ロータリーエンコーダで停止位置となる角度を含んだ角度帯に達したことを検出すると、その時点からあらかじめ設定しておいた設定時間Ｔ後に釜の回転を停止するようにしている回転釜において、前記回転釜には温度検出装置を設けておき、温度検出装置で検出した検出温度が高い場合には、検出温度が低い場合に比べて、ロータリーエンコーダで停止位置となる角度を含んだ角度帯に達したことを検出した時点から釜の回転を停止するまでの時間である設定時間Ｔの値が大きくなるように補正するものであることを特徴とする回転釜。

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