JP6516506B2 - 食品成形装置 - Google Patents

Description

この本発明は、巻き締め部に供給される例えばすし飯上に、必要に応じて具材をトッピングして前記巻き締め部を巻き込むことで、巻きすし等を製造する食品成形装置に関する。

熟練を要することなく海苔巻きを大量に生産することができる食品成形装置が実用に供されている。特許文献１に記載されている食品成形装置はその一つであり、すし飯を投入するホッパーと、前記すし飯を圧延する圧延部と、複数のプレートからなる巻き締め部を備えた成形部とが備えられている。前記圧延部は、ホッパーから供給されるすし飯を板状に圧延する。また巻き締め部上には、通常、シート状の乾し海苔（以下、単に「海苔」という）が敷かれ、この海苔の上に前記板状に圧延したすし飯が重ねられる。前記成形部が巻き締め部を駆動して巻き締め動作をすることにより、海苔と共にすし飯が柱状に成形される。

特許文献１記載の食品成形装置における巻き締め部は、１枚の固定プレートと、その両端に回動可能に連結された回転プレートと、一方の回転プレートにさらに回動可能に連結されたもう一つの回転プレートの４枚のプレートで構成されている。４枚のプレートは互いにリンクアームで連結されている。回転プレートの裏面側に設けられているカム部材がリフト板で持ち上げられることにより各回転プレートが折り畳まれる。

この場合、固定プレートの両側の回転プレートは固定プレートに対して直立する。またもう一つの回転プレートは、リンクアームで固定プレートに連結されることにより、固定プレートに対して平行になるように折り畳まれ、四角柱状の海苔巻きが製造される。

前記したとおり、特許文献１記載の食品成形装置は、固定プレートの両側の回転プレートの一方に連結されているもう一つの回転プレートを前記両側の回転プレートに追従して折り畳み、すし飯を上から押し付けることにより巻き締めるものである。これによって、海苔巻きを綺麗な形に成形しようとするものである。

図２１は、特許文献１記載の食品成形装置の制御態様をフロー図で示したものである。この例において、食品成形装置は巻き締め部における２つの位置をセンサー（下位置センサー、上位置センサー）で検知することと経過時間によって巻き締め具合を制御するように構成されている。下位置センサーは、前記した巻き締め部を構成する４枚のプレートが平面状に展開されるリフト板の下限位置付近に配置され、上位置センサーは、４枚のプレートが折り畳み状態に成されるリフト板の上限位置付近に配置される。

成形動作のスタートと共に、リフト板を移動させる巻き締め駆動モータ（以下、巻きモータと称する。）が始動（ステップＳ１）し、巻きモータは正回転する（ステップＳ２）。これによりリフト板は上昇して、４枚のプレートが順次折り畳み状態に成される。そして上位置センサーがリフト板の上限位置付近を感知した場合（ステップＳ３）には、所定時間経過後（ステップＳ４）に、巻きモータは逆回転される（ステップＳ５）。

これにより上昇状態のリフト板は下降して、巻き締め部を構成する４枚のプレートは、折り畳み状態から展開状態に復帰する。続いて下位置センサーがリフト板の下限位置付近を感知した場合（ステップＳ６）には、所定時間経過後（ステップＳ７）に、巻きモータの回転は停止され、巻きすしの成形動作は終了する。

ところで、前記した食品成形装置を用いて海苔巻きを成形する場合には、巻き締め部上に供給される板状に圧延されたすし飯上に、具材がトッピングされ、この状態で前記巻き締め部が巻き込み動作をする。そして、トッピングした具材がすし飯の略中心部に位置するようにして海苔巻きが成形される。
この場合、トッピングされる具材は多種多様であり、またすし飯の略中心部に巻き込まれる具材の量（体積）や具材の持つ反力も、具材の種類に応じて変化する。例えば、味付け干瓢を具材とする干瓢入り海苔巻きを成形する場合と、きゅうりやマグロ肉を具材とするカッパ巻きや鉄火巻きを成形する場合とでは、具材の量や具材の反力もそれぞれ異なるものとなる。

これに対して、特許文献１記載の食品成形装置は、前記したリフト板の上限付近の位置検出と、その後の画一的な経過時間に基づいて成される巻きモータの反転駆動により、巻き締め部を開閉駆動するものである。このために、すし飯の中心部に巻き込まれる具材の量（体積）や具材の反力などに応じて海苔巻きの成形形態が大きく異なり、成形された海苔巻きの巻き締めの度合いが一定しないという課題がある。

すなわち、前記した干瓢入り海苔巻きを成形する場合には、具材の体積が比較的小さいために、巻きすしの中心部がいわゆるスカスカになって巻き締めが足りない状態となる。
また、前記したカッパ巻きや鉄火巻きを成形する場合には、具材の体積が嵩み、具材の反力も大きいために固く巻き締められ、外側の海苔に亀裂が生ずるような問題も発生する。

なお、特許文献１記載の食品成形装置に関連する発明として、成形動作後の巻き締め部の復帰動作が円滑に行われるように、前記カム部材とリフト板とを、磁性体とマグネットによって磁気的に結合した食品成形装置が提案されており、これは特許文献２に開示されている。

さらに、特許文献３には太巻き、中巻き、細巻きと呼ばれるように径が異なる巻きすしを成形するために、巻き締め部を交換可能にした食品成形装置について開示されている。すなわち、径が異なる巻きすしを成形するそれぞれの巻き締め部は、互いにサイズが異なるために、これに対応してリフト板の突出位置等の設定を調整する必要がある。
この設定が誤った場合には、巻き締め部に無理な力が加わって、巻き締め部やリフト板の駆動部等を破損させる問題を引き起こす。
この問題を解消するために、特許文献３に記載の装置は、リフト板を上昇させる初期段階において、リフト板の駆動モータ（巻きモータ）を低いトルクで駆動する制御を行っている。

しかしながら、特許文献３に開示された食品成形装置においても、すし飯を巻き締める最終工程においては、駆動モータによる画一的な駆動動作に基づいて巻し締め動作が行われる。したがってこの点においては、前記した特許文献１および２に開示された食品成形装置と同様である。そのため、特許文献３に開示された食品成形装置においても、具材によって成形された苔巻きの巻き締めの度合いが一定ではなく、その密度がばらつくという課題が残されたままである。

特開２００８−２１１９９２号公報 特開２００８−２１１９９１号公報 特開２０１２−２１７３６４号公報

この発明は、前記した従来技術の問題点を解消すること、すなわち板状に圧延されたすし飯上にトッピングされる具材の量や反力が異なっても、安定した巻き締め動作が可能であり、中の具材に関係なく常に一定の密度を有する巻きすしを得ることができる食品成形装置を提供することを目的とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係る食品成形装置は、板状に成形された食材を柱状に巻いて成形する成形部を備えた食品成形装置であって、前記成形部には、複数のプレートが相互に回動可能に連結されて、展開状態において板状に成形された食材が載置される巻き締め部と、前記巻き締め部を駆動させる巻き締め駆動モータとが備えられ、前記巻き締め駆動モータは、前記巻き締め部を動作させて前記食材を巻き締めた状態において、前記巻き締め駆動モータにかかる負荷が予め定められた負荷に達した場合に、前記巻き締め部の巻き締め動作を停止させる制御が成される駆動制御回路を備え、該駆動制御回路は、前記予め定められた基準となる負荷を設定する負荷設定手段と、前記巻き締め駆動モータより検出された当該巻き締め駆動モータの負荷情報と前記負荷設定手段により設定した予め定められた基準となる負荷とを比較する比較手段であって、前記巻き締め駆動モータの負荷情報と前記予め定められた基準となる負荷との差分出力により前記巻き締め駆動モータを駆動させる前記比較手段と、前記比較手段の差分出力により前記巻き締め駆動モータにかかる負荷が前記予め定められた基準となる負荷に達した場合に、前記巻き締め駆動モータに対して巻き締め動作を停止させるように制御する動作制御手段と、を備え、前記負荷設定手段は、当該負荷設定手段に入力される負荷設定情報に基づいて、前記予め定められた基準となる負荷が、設定可能に構成されている点に特徴を有する。

そして好ましい形態においては、前記巻き締め部は、固定プレートと、前記固定プレートの両端にそれぞれ回動可能に連結された第１および第２回転プレートと、前記第２回転プレートにさらに回動可能に連結された第３回転プレートとから構成される。
加えて、前記成形部は、往動動作により前記巻き締め部を筒状に折り畳むことで前記食材を巻き締めて柱状に成形する前記巻き締め動作をし、復動動作により前記巻き締め部を展開状態にするリフターをさらに備え、前記第１および第３回転プレートの裏面には、前記リフターに当接して前記巻き締め部を筒状に折り畳むローラがそれぞれ設けられる。

また、好ましくは前記リフターにはマグネットが配置され、前記ローラはそれぞれ磁性体により形成されることで前記リフターとローラとが磁気吸引手段によって連結され、前記磁気吸引手段を利用して、前記リフターの復動動作に伴い前記巻き締め部を展開状態にする構成が採用される。

加えて、前記リフターとして、第１回転プレートに取り付けられているローラと、第３回転プレートに取り付けられているローラをそれぞれ個別に押し動かす２つのリフターを備えた構成を好適に採用することができる。
そして、前記巻き締め駆動モータにかかる負荷は、巻き締めモータのトルクの変化から検出する手段、巻き締め駆動モータの回転速度の変化から検出する手段、巻き締め駆動モータとしてステッピングモータを用い、ステッピングモータの脱調状態から検出する手段などを利用することができる。

前記した構成の食品成形装置によると、複数のプレートにより形成された巻き締め部が折り畳まれることにより、食材が巻き締められる。この場合、前記食材を巻き締める巻き締め駆動モータは、前記食材を巻き締めた状態において、巻き締め駆動モータにかかる負荷が予め定められた負荷に達した場合（例えば設定トルクに達した場合、回転速度が低下した場合、脱調状態になった場合）に、巻き締め部の巻き締め動作を停止させるように制御される。

したがって、巻き締め部によって成形される食材は、巻き締め駆動モータに予め定められた負荷が加わるまで、巻き締められことになる。そのため、例えばすし飯上にトッピングされる具材の量や反力が異なっても、それぞれ安定した巻き締め動作が可能となる。
これにより、中央部分に巻き込まれる具材の量や反力等に関係なく、常に一定の密度を有する巻きすしを得ることができる食品成形装置を提供することが可能となる。

この発明に係る食品成形措置の全体構成を示す斜視図である。 巻き締め部がスライドして筐体内に位置した状態を示す斜視図である。 巻き締め部が折り畳み状態にされた成形部の拡大斜視図である。 巻き締め部の展開状態を俯瞰方向から示す斜視図である。 巻き締め部の展開状態を見上げる方向から示す斜視図である。 巻き締め部の展開状態を側板側から見た側面図である。 巻き締め部の展開状態を側板と直交する方向から見た側面図である。 巻き締め部の折り畳み状態を俯瞰方向から示す斜視図である。 巻き締め部の折り畳み状態を見上げる方向から示す斜視図である。 巻き締め部の折り畳み状態における中央断面図である。 巻き締め部を展開および折り畳み状態に制御するリフターの正面図である。 （Ａ）と（Ｂ）は展開状態における巻き締め部とリフターとを互いに直交する方向からそれぞれ示す側面図である。 （Ａ）と（Ｂ）は折り畳み途中の状態における巻き締め部とリフターとを互いに直交する方向からそれぞれ示す側面図である。 （Ａ）と（Ｂ）は折り畳み状態における巻き締め部とリフターとを互いに直交する方向からそれぞれ示す側面図である。 巻き締め部の駆動装置の第一例を示すブロック図である。 図１５に示す第一例の駆動動作を示すフローチャートである。 巻き締め部の駆動装置の第二例を示すブロック図である。 図１７に示す第二例の駆動動作を示すフローチャートである。 巻き締め部の駆動装置の第三例を示すブロック図である。 図１９に示す第三例の駆動動作を示すフローチャートである。 従来の食品成形措置における巻き締め部の駆動動作を示すフローチャートである。

この発明に係る食品成形装置について、海苔巻きの成形に適した実施例に基づいて説明する。なお以下に示す各図においては、それぞれ同一部分を同一符号で示しているが、紙面の都合により一部の図面においては代表的な部分に符号を付けて、その詳細は他の図面に付けた符号を引用して説明する場合もある。

図１および図２において、食品成形装置１は、主要な構成部分として、すし飯を収容するホッパー２と、ホッパー２の下方における筐体３の略中央部に配置された図示せぬすし飯の撹拌部と、この撹拌部のさらに下方に配置され、すし飯を板状に圧延する図示せぬ圧延部と、圧延されたすし飯を柱状に成形する筐体３のフロント部分に形成された成形部４を備えている。
この成形部４には筐体３のフロント側の下部に水平状態に配置されたガイド板５と、ガイド板５の上面に沿って前後に水平移動されるスライドベース６が配置されている。そして、スライドベース６の上に、巻き締め部７がスライドベース６に対して着脱可能に取り付けられている。

図３は、巻き締め部７が折り畳まれた状態の前記成形部４を拡大して示したものである。前記ガイド板５およびスライドベース６のそれぞれの中央部の重なる位置には、後述するリフター８，９の上昇に対する逃げ孔５ａ，６ａが前後方向に向けてスリット状に形成されている。

図４〜図７は展開状態になされた巻き締め部７の構成を示したものである。この巻き締め部７は、固定プレート７０と、固定プレート７０の両側に回動可能に連結された第１、第２回転プレート７１，７２と、第２回転プレート７２に回動可能に連結された第３回転プレート７３の合計４枚のプレートを有している。
また、４枚の各プレート７０，７１，７２，７３は、それぞれ金属板からなるベース材の上面に、例えばポリプロピレンによる樹脂層が成膜されている。前記第３回転プレート７３の前側の端縁には、巻き締め部７に載せる海苔の前側の位置を規制する位置決め突起７３ｃが適宜数形成されている。位置決め突起７３ｃは前記樹脂層の一部が立ち上がることによって形成されている。

前記各プレート７０〜７３の金属板からなるベース材の長手方向の各端部には、上面側に立ち上がった折り曲げ部７０ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａがそれぞれ形成されている。
そして、これらの折り曲げ部７０ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａの重ね合わせ部分に挿通された連結軸７４，７５，７６によって、固定プレート７０に対して各回転プレート７１，７２，７３は単独で回転可能に連結されている。これにより、各プレート７０〜７３はその上面が内側となるように折り畳みが可能になっている。各プレート７０〜７３が筒状に折り畳まれた状態が図８〜図１０に示されている。

図５〜図１０などに示すように、固定プレート７０の下面側には、固定プレート７０の長さ方向に直交する方向、すなわち食品成形装置１の前後方向に一対の支持板７０１が固着されている。各支持板７０１には、前記固定プレート７０との交差部において、先端部が円錐形状のピン７０２が固着されている。なお、この円錐形状のピン７０２は、前記したスライドベース６側に配置された図示せぬ受け孔に装着されることで、巻き締め部７をスライドベース６に対して着脱可能に取り付ける機能を果たす。
前記各支持板７０１は、第３回転プレート７３を除いた３枚のプレート７０，７１，７２にまたがる長さを有している。各支持板７０１の奥側の端部にはストッパ７０４が固着されている。前記ストッパ７０４は第１回転プレート７１の上面よりも上方に突出して、巻き締め部７に載せる海苔の奥側の位置を規制する。

図５〜図１０などに示すように、第１回転プレート７１の裏面には、その長さ方向中央部においてローラ支持板７０６が固着されている。ローラ支持板７０６はＵ字形に形成され、Ｕ字形の相対向する支持片によって２つのローラ７０７，７０８がそれらの中心軸線を中心にして回転可能に支持されている。２つのローラ７０７，７０８は互いに平行でありかつ隣接している。図５〜図７に示すような巻き締め部７による巻き締め動作前の状態では、ローラ７０７が下側にあり、ローラ７０８が斜め前上にある。

第３回転プレート７３の裏面にも、その長さ方向中央部においてＵ字形に形成されたローラ支持板７０９が固着されている。ローラ支持板７０９のＵ字形の相対向する支持片によって１つのローラ７１０が回転可能に支持されている。このローラ７１０の支持軸は、図６に示すようにローラ支持板７０９の長孔７１２に嵌められて、この長孔７１２の範囲内で移動可能となっている。

図１１は、リフターの構成を示すものであり、このリフターは図１に示す巻き締め部７の直下における筐体３の下底部に配置されている。このリフターは第１と第２リフター８，９により構成されている。第１と第２リフター８，９は、比較的固い樹脂により前後に長い厚板状に形成され、互いにＬ字状、逆Ｌ字状を構成している。そして適宜のガイド部材により、第１と第２リフター８，９の上端部が、前記したガイド板５およびスライドベース６にそれぞれ形成された逃げ孔５ａ，６ａを通して上下方向に直進移動するようになっている。

リフター８，９の上下方向への移動は、後述する巻き締め駆動モータによって回転駆動を受ける第１と第２駆動円盤８１，９１によって制御される。第１と第２駆動円盤８１，９１は相互に逆回転するように構成されている。
第１駆動円盤８１には、駆動アーム８２と駆動アーム８２に取り付けられた駆動ピン８３が備えられている。そして、第１リフター８に形成されたカム溝８４に前記駆動ピン８３が嵌ることにより構成されたカムフォロワによって、第１リフター８は上下方向に移動可能に構成される。

また第２円盤９１には、その回転中心を若干外れた位置に駆動ピン９３が取り付けられている。そして、第２リフター９に形成されたカム溝９４に前記駆動ピン９３が嵌ることにより構成されたカムフォロワによって、第２リフター９は上下方向に移動可能に構成される。

後述する巻き締め部７によるすし飯の巻き締め動作のとき、前記したとおり第１と第２駆動円盤８１，９１は互いに逆方向に、同期的に同じ角度で回転駆動する。カム溝８４はカム溝９４よりも前後方向に長くかつほぼ直線状であり、駆動アーム８２の回転中心よりも比較的遠くにある。これに対してカム溝９４は、前後方向に短くされている。また、駆動ピン９３は第２駆動円盤９１の回転中心に近い位置にある。したがって、前側の第１リフター８の上下方向への移動ストロークは、後側の第２リフター９の上下方向への移動ストロークよりも大きい。

第１リフター８の上端面は、巻き締め部７に取り付けられた前記ローラ７１０の当接面となっている。第２リフター９の上端面は、前記ローラ７０７，７０８の当接面となっている。第１リフター８には上端面に沿って板状のマグネット８５が埋め込まれている。また、第２リフター９にも上端面に沿って板状のマグネット９５が埋め込まれている。一方、前記ローラ７０７，７０８，７１０は磁性体により構成されている。マグネット８５とローラ７１０との間に磁気吸引力が働いており、またマグネット９５とローラ７０７，７０８との間にも磁気吸引力が働いている。

また、この実施の形態においては、食品成形装置１は第１リフター８の上下動の位置を検出する近接センサーを備えている。すなわち、図１１に示すように第１リフター８の一部には感知板（ドグ）１０３が取り付けられており、第１リフター８の上下動に伴って移動する感知板１０３の移動軌跡上には、２つの近接センサー１０１，１０２が配置されている。
近接センサー１０１は、第１リフト板８の下限位置付近を検出するものであり、近接センサー１０２は、第１リフト板８の上限位置付近を検出するものである。近接センサー１０１を下位置センサー、近接センサー１０２を上位置センサーと呼ぶことにする。
なお、この発明に係る食品成形装置１は、巻き締め部７による巻き締め動作にあたり、後述するとおり上位置センサー１０２は利用せずに、下位置センサー１０１のみを利用している。そのため、従来技術と比較して巻き締め動作には上限センサー１０２は不要である。しかし、上限センサー１０２はトルク計測開始のためのトリガーなどに用いられることがある。

図１〜図３に示したスライドベース６は、図示せぬスライドベース駆動機構に備えられた電動モータが回転制御されることにより、例えばピニオンとラックの噛み合いによって前後方向にスライドして適正な位置になるように、スライドベース６が制御される。スライドベース６のスライド範囲は、図１および図２に示すようにスライドベース６の前端が食品成形装置１の前端とほぼ一致する前進位置（図１）から、前記した圧延部で圧延され図示されないカッターで所定の長さに切断されたすし飯を巻き締め部７で受け取ることができる後退位置（図２）までの範囲である。
そして、スライドベース６の前進位置では、後で詳細に説明するように前記第１リフター８、第２リフター９の動作に伴う巻き締め部７によるすし飯の巻き締め動作が行われる。

図１２〜図１４は、第１および第２リフター８，９と、これらのリフター８，９によって作動される巻き締め部７の動作を順に示している。なお、図１２〜図１４における各（Ａ）と各（Ｂ）は、正面図および右側面図の関係で示している。
そして、図１２〜図１４の各（Ｂ）に示されている符号１０５は、リフター８，９の上下移動、およびこれに伴う巻き締め部７を折り畳み状態と展開状態になるように駆動する巻き締め駆動モータ（以下、巻きモータとも呼ぶ）を示している。

図１２は、動作の初期状態を示している。巻き締め部７を構成する４枚の前記プレート７０，７１，７２，７３の上面は同一平面上にあって、巻き締め部７はほぼフラットな展開状態になっている。この時、リフター８，９は最も下降した位置にあって、巻き締め部７側のローラ７０７，７１０はリフター８，９のそれぞれの上端面から離れている。

図１３は、図１１に示した駆動アーム８２が初期状態から９０度程度回転した状態を示している。この状態では、第１リフター８の上端面でローラ７１０が押し上げられ、第２リフター８の上端面でローラ７０８が押し上げられる。前記したとおり前側の第１リフター８の上昇ストロークは、後側の第２リフター９の上昇ストロークよりも大きい。
よって、ローラ７１０を有している第３回転プレート７３の押し上げ量は、ローラ７０８を有している第１回転プレート７１の押し上げ量よりも大きい。

第３回転プレート７３は、前記軸７５（図４、図５参照）を中心に反時計方向に回転して斜めの姿勢をとり、さらに軸７４を介して第２回転プレート７２の前側を引き上げる。これにより、第２回転プレート７２は前記軸７４を中心に反時計方向に回転して斜めの姿勢をとる。一方、第１回転プレート７１は前記軸７６を中心に時計方向に回転して斜めの姿勢をとる。

図１４は、図１１に示した駆動アーム８２が初期状態から１１０度程度回転した状態を示している。この状態では、ローラ７１０がリフター８の上端面で押し上げられ、またローラ７０８はリフター９の上端面でさらに押し上げられる。この結果、第２、第３回転プレート７２，７３がさらに反時計方向に、第１回転プレート７１はさらに時計方向に回転する。
この結果、第１回転プレート７１と第２回転プレート７２はほぼ垂直の態様をとる。また、第３回転プレート７３は、固定プレート７０と、第１、第２回転プレート７１，７２で３方を囲まれた横断面Ｕ字形の空間の上部に覆い被さる態様をとる。
このようにして、４枚のプレート７０，７１，７２，７３が折り畳まれることによって、横断面四角形の空間が形成される。

以上説明したように、４枚のプレート７０，７１，７２，７３を折り畳むことによって、すし飯を横断面四角形の柱状に成形することができる。したがって、図４に示すように、上面が平面状にある前記４枚のプレート７０，７１，７２，７３上に、予め四角形の海苔を載せ、この海苔の上に板状に圧延されたすし飯を載せて前記巻き締め動作を行わせることで、横断面四角形の柱状の海苔巻きを製造することができる。

一方、図１４に示す状態において、巻きモータ１０５の駆動を逆回転させると、リフター８，９は、図１３に示す状態を経て、図１２に示す初期状態に復帰する。
この時、リフター８の上端部付近に埋め込まれているマグネット８５と磁性体からなるローラ７１０との間には磁気吸引力が働く。リフター８が下降して原位置に復帰するとき、マグネット８５はローラ７１０を磁気的に吸引し、ローラ７１０を有する第３プレート７３の元位置への復帰を助ける。

同様にリフター９の上端部付近に埋め込まれているマグネット９５は、ローラ７０７，７０８を磁気的に吸引する。そのため、マグネット９５はローラ７０７，７０８を有する第１プレート７１の元位置への復帰を助ける。
この結果、巻き締め部７を構成する４枚のプレート７０，７１，７２，７３は、図４〜図７に示したように平面状に復帰する。

図１５は巻きモータ１０５の駆動制御回路の例をブロック図で示したものである。巻きモータ１０５は前記したリフター８，９の垂直移動およびこの移動に伴う巻き締め部７の展開と折り畳みを行う。この実施形態における巻きモータ１０５には、例えば、ＤＣモータが用いられる。この駆動制御回路は、トルク設定手段３１と比較器３２、および動作制御手段３３を備えたＣＰＵと、このＣＰＵに接続されたドライバ回路３４を備える。そしてドライバ回路３４より供給される駆動電流により前記した巻きモータ１０５が回転駆動する。また巻きモータ１０５に内蔵されたトルクセンサー（図示せず）により、巻きモータ１０５の回転トルク情報が動作モニター信号として比較器３２に入力される。

前記トルク設定手段３１には入力端子Ｉｎ１が備えられている。この入力端子Ｉｎ１に入力されるトルク設定情報に基づいて、トルク設定手段３１より比較器３２に基準となる比較電圧または比較電流が供給される。比較器３２には巻きモータ１０５側のトルクセンサーからも回転トルク情報が電圧値または電流値として入力されている。したがって比較器３２から基準となるトルク設定情報と回転トルク情報の差分出力がドライバ回路３４に与えられる。
これにより、例えばドライバ回路３４から巻きモータ１０５に供給される駆動電流が制御され、巻きモータ１０５はトルク設定手段３１の入力端子Ｉｎ１に入力されたトルク設定情報に基づいて回転駆動トルクを巻き締め部７に与える。また、巻きモータ１０５に内蔵されたトルクセンサーの出力を動作モニター信号として比較器３２に入力する構成の他、モータの制御にかかる構成は適宜の構成をとることができる。例えば、前記動作モニター信号は、ドライバ回路を介して比較器３２に入力する構成でもよく、比較器３２がドライバ回路に内蔵されていてもよい。

一方、ＣＰＵ内の動作制御手段３３は、入力端子Ｉｎ２からの動作開始信号、前記下位置センサー１０１からの感知信号、さらに前記比較器３２からの差分出力が入力される。そして、動作制御手段３３からの制御出力はドライバ回路３４に供給される。この構成により、動作制御手段３３は巻きモータ１０５の回転駆動開始、正転、逆転、および駆動停止の制御を実行する。

ところで、食品成形装置１の筐体３の前面には、電源スイッチ、非常停止スイッチ、プログラムスイッチ、スタートスイッチなどが備えられる。前記プログラムスイッチの操作によって、トルク設定情報がトルク設定手段３１に図１５に示した入力端子Ｉｎ１を介して予め入力される。
また、図１に示した状態の巻き締め部７に四角形の海苔を載せた後、前記スタートスイッチを操作することにより、巻き締め部７はスライドベース６に乗って図２に示すように筐体３内に後退する。そして、圧延部で圧延されすし飯を巻き締め部７で受け取りつつ、巻き締め部７はスライドベース６に乗って図１に示すように前進する。スライドベース６の前進動作中または前進動作の停止後、巻き締め部７上のすし飯に具材が手動でトッピングされる。具材のトッピング後、再びスタートスイッチが操作されることにより、図１５に示した入力端子Ｉｎ２には、動作開始信号が供給される。

図１６は、入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給された状態において、巻きモータ１０５に加えられる一連の制御をフローチャートで示したものである。その動作を図１５に示したブロック図と共に説明する。
図１５に示した入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給されると、動作制御手段３３はドライバ回路３４に指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５は始動（ステップＳ１１）し、正回転する（ステップＳ１２）。巻きモータ１０５が正回転する状態においては、ドライバ回路３４は比較器３２から供給される差分出力によって、巻きモータ１０５に対してトルク制御を実行する。巻きモータ１０５はトルク設定手段３１に設定された予め定められたトルクの範囲内において回転駆動する。

この状態は、展開状態にある前記巻き締め部７を順次折り畳み状態にするものである。したがって巻き締め部７を折り畳むことにより、柱状に成形される具材を含むすし飯は予め定められたトルクの範囲内によって巻き締められる。そして、巻き締め部７が巻き締め状態になり、すし飯の巻き締めが強くなるのに応じて、巻きモータ１０５には回転負荷が加わる。巻きモータ１０５のトルクセンサーは食品成形装置１の動作状態において、常時巻きモータ１０５のトルクを監視している。そのため、巻きモータ１０５に回転負荷が加わることで、トルクセンサーが検出する回転トルク情報は増大する。そして、トルクセンサーは比較器３２に回転トルク情報を出力する。
この状態における比較器３２からの差分出力が動作制御手段３３にも供給されており、動作制御手段３３は巻きモータ１０５が予め定められた設定トルクに到達したか否か（ステップＳ１３）を判定している。

巻きモータ１０５の回転トルクが予め定められた設定トルクに到達したと判断された場合には、動作制御手段３３はドライバ回路３４に巻きモータ１０５を停止する指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５の正回転は停止される（ステップＳ１４）。
この動作により、巻き締め部７によって成形されるすし飯は、予め定められた巻きモータ１０５の回転トルクによって巻き締められことになる。したがって、すし飯上にトッピングされた具材の量や反力が、許容範囲内においてその都度異なっても、それぞれ安定した巻き締め動作が実行される。その結果、海苔巻きは一定の密度になるように巻き締められ、過度な締め付けによる海苔の破れや巻き締め不足による具材の脱落などが発生しない。

前記した動作に続いて動作制御手段３３はドライバ回路３４に逆回転の指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５は逆回転する（ステップＳ１５）。この巻きモータ１０５の逆回転により、上昇状態の前記したリフター８，９は降下する。そして巻き締め部７を構成する４枚のプレートは折り畳み状態から展開状態に復帰する。
なお、巻き締め部７の前記展開動作は、前記したとおりリフター８，９に備えられたマグネット８５，９５と、巻き締め部７に備えられたローラ７０７，７０８，７１０による磁気的な吸引手段によって成される。

この時、下位置センサー１０１はリフター８の降下状態を監視（ステップＳ１６）する。下位置センサー１０１がリフター８の下限位置付近を感知した場合には、所定時間経過後（ステップＳ１７）に、動作制御手段３３はドライバ回路３４に巻きモータの回転停止信号を送る。この回転停止信号により、巻きモータ１０５は停止し、海苔巻きの成形動作は終了する。
そして、前記したスタートスイッチを再び操作する毎に、巻き締め部７はスライドベース６に乗って移動し、前記した圧延部からの圧延されたすし飯の供給を受ける。そして、巻き締め部７によるすし飯の巻き締め動作が繰り返される。

次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、巻きモータ１０５に掛かる負荷をモータの回転速度から検出するものである。第２の実施形態における食品成形装置１は、負荷の検出方法がモータの回転速度の変化による以外は同様の構成である。また、この実施形態おける巻きモータ１０５には、例えば、サーボモータが用いられる。
図１８は、入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給された状態において、巻きモータ１０５に加えられる一連の制御をフローチャートで示したものである。その動作を図１７に示したブロック図と共に説明する。
図１７に示した入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給されると、動作制御手段３３はドライバ回路３４に指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５は始動（ステップＳ２１）し、正回転する（ステップＳ２２）。巻きモータ１０５が正回転する状態においては、ドライバ回路３４は比較器３２から供給される差分出力によって、巻きモータ１０５に対して回転速度制御を実行する。巻きモータ１０５は回転速度設定手段３６に設定された予め定められた回転速度において回転駆動する。

この状態は、展開状態にある前記巻き締め部７を順次折り畳み状態にするものである。したがって巻き締め部７を折り畳むことにより、柱状に成形される具材を含むすし飯は巻き締められる。そして、巻き締め部７が巻き締め状態になり、すし飯の応力により、巻きモータ１０５には回転負荷が加わる。ドライバ回路３４は、巻きモータ１０５の回転速度が低下してきたことを検知し、比較器３２へ回転速度情報を出力する。ドライバ回路３４は食品成形装置１の動作状態において、常時巻きモータ１０５の回転速度を監視している。そのため、巻きモータ１０５に回転負荷が加わることで、ドライバ回路が検出する回転速度情報は低下する。
この状態における比較器３２からの差分出力が動作制御手段３３にも供給されており、動作制御手段３３は巻きモータ１０５の回転速度が予め定められた設定速度以下に到達したか否か（ステップＳ２３）を判定している。

巻きモータ１０５の回転速度が予め定められた設定速度以下に到達したと判断された場合には、動作制御手段３３はドライバ回路３４に巻きモータ１０５を停止する指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５の正回転は停止される（ステップＳ２４）。
この動作により、巻き締め部７によって成形されるすし飯は、予め定められた締め付けトルクによって巻き締められことと同等になる。したがって、すし飯上にトッピングされた具材の量や反力が、許容範囲内においてその都度異なっても、それぞれ安定した巻き締め動作が実行される。その結果、海苔巻きは一定の密度になるように巻き締められ、過度な締め付けによる海苔の破れや巻き締め不足による具材の脱落などが発生しない。
なお、図１８に示したステップＳ２５以降の動作は、図１６に示したステップＳ１５以降の動作と同様である。

次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、巻きモータ１０５にステッピングモータを使用する点において、第１および第２の実施形態と相違する。ステッピングモータである巻きモータ１０５に掛かる負荷は、ステッピングモータ特有の特性である脱調現象を検出することで制御する。第３の実施形態における食品成形装置１は、上記２点の相違以外は第１または第２の実施形態と同様の構成である。
図２０は、入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給された状態において、巻きモータ１０５に加えられる一連の制御をフローチャートで示したものである。その動作を図１９に示したブロック図と共に説明する。
図１９に示した入力端子Ｉｎ２に動作開始信号が供給されると、動作制御手段３３はドライバ回路３４に指令信号を送る。これによりステッピングモータである巻きモータ１０５は始動（ステップＳ３１）し、正回転する（ステップＳ３２）。

この状態は、展開状態にある前記巻き締め部７を順次折り畳み状態にするものである。したがって巻き締め部７を折り畳むことにより、柱状に成形される具材を含むすし飯は巻き締められる。そして、巻き締め部７が巻き締め状態になり、すし飯の応力により、巻きモータ１０５には回転負荷が加わる。巻き締め部７により巻き締めが継続されることにより回転負荷が増大し、巻きモータ１０５は脱調という現象を起こす。この脱調は、ステッピングモータに過負荷が加わった際に、入力パルス信号とモータ回転との同期が失われる事によって発生する。巻きモータはこの脱調によって空回りを引き起こす。そのため、巻き締めの強さが設定値を越えることで脱調によるモータの空回りが発生し、トルクリミッターとして機能することになる。巻き締められたすし飯は、巻きモータの空回りにより、設定したトルクで巻き締められた状態になる。

巻きモータ１０５が脱調したと判断された場合（ステップＳ３３）には、動作制御手段３３は巻きモータ１０５から脱調検出信号を受信する。そして、動作制御手段３３は巻きモータ１０５を停止する指令信号を送る。これにより巻きモータ１０５の正回転は停止される（ステップＳ３４）。
この動作により、巻き締め部７によって成形されるすし飯は、予め定められた締め付けトルクによって巻き締められことと同等になる。したがって、すし飯上にトッピングされた具材の量や反力が、許容範囲内においてその都度異なっても、それぞれ安定した巻き締め動作が実行される。その結果、海苔巻きは一定の密度になるように巻き締められ、過度な締め付けによる海苔の破れや巻き締め不足による具材の脱落などが発生しない。
なお、図２０に示したステップｓ３５以降の動作は、図１６に示したステップＳ１５以降の動作と同様である。

以上説明した実施の形態においては、この発明に係る食品成形装置を、すし飯の成形装置、例えば海苔巻きの成形装置として説明したが、この発明に係る食品成形装置はすし飯の成形に限らず、各種食品の成形装置として用いることができる。例えば、魚肉のすり身による蒲鉾などの成形装置、円柱状の巻き芯の周りに魚肉のすり身を巻き付けて成形する竹輪の成形装置、切りたんぽの成形装置、ロールケーキの成形装置などとして利用することができる。

１ 食品成形装置
２ ホッパー
３ 筐体
４ 成形部
５ ガイド板
５ａ 逃げ孔
６ スライドベース
６ａ 逃げ孔
７ 巻き締め部
８ 第１リフター
９ 第２リフター
７０ 固定プレート
７０ａ 折り曲げ部
７１ 第１回転プレート
７１ａ 折り曲げ部
７２ 第２回転プレート
７２ａ 折り曲げ部
７３ 第３回転プレート
７３ａ 折り曲げ部
７４ 連結軸
７５ 連結軸
７６ 連結軸
８１ 第１回転円盤
８２ 駆動アーム
８３ 駆動ピン
８４ カム溝
８５ マグネット
９１ 第２回転円盤
９３ 駆動ピン
９４ カム溝
９５ マグネット
１０１ 近接センサー（下位置センサー）
１０２ 近接センサー（上位置センサー）
１０３ 感知板
１０５ 巻き締め駆動モータ
７０１ 支持板
７０２ ピン
７０６ ローラ支持板
７０７ ローラ
７０８ ローラ
７０９ ローラ支持板
７１０ ローラ

Claims (8)

1. 板状に成形された食材を柱状に巻いて成形する成形部を備えた食品成形装置であって、
   前記成形部には、複数のプレートが相互に回動可能に連結されて展開状態において板状に成形された食材が載置される巻き締め部と、
   前記巻き締め部を駆動させる巻き締め駆動モータと、が備えられ、
   前記巻き締め駆動モータは、前記巻き締め部を動作させて前記食材を巻き締めた状態において、前記巻き締め駆動モータにかかる負荷が予め定められた基準となる負荷に達した場合に、前記巻き締め部の巻き締め動作を停止させる制御が成される駆動制御回路を備え、
   該駆動制御回路は、
   前記予め定められた基準となる負荷を設定する負荷設定手段と、
   前記巻き締め駆動モータより検出された当該巻き締め駆動モータの負荷情報と前記負荷設定手段により設定した予め定められた基準となる負荷とを比較する比較手段であって、前記巻き締め駆動モータの負荷情報と前記予め定められた基準となる負荷との差分出力により前記巻き締め駆動モータを駆動させる前記比較手段と、
   前記比較手段の差分出力により前記巻き締め駆動モータにかかる負荷が前記予め定められた基準となる負荷に達した場合に、前記巻き締め駆動モータに対して巻き締め動作を停止させるように制御する動作制御手段と、
   を備え、
   前記負荷設定手段は、当該負荷設定手段に入力される負荷設定情報に基づいて、前記予め定められた基準となる負荷が、設定可能に構成されていること、
   を特徴とする食品成形装置。
2. 前記巻き締め部は、
   固定プレートと、
   前記固定プレートの両端にそれぞれ回動可能に連結された第１および第２回転プレートと、
   前記第２回転プレートにさらに回動可能に連結された第３回転プレートと、から構成された請求項１に記載された食品成形装置。
3. 前記成形部は、往動動作により前記巻き締め部を筒状に折り畳むことで前記食材を巻き締めて柱状に成形する前記巻き締め動作をし、復動動作により前記巻き締め部を展開状態にするリフターをさらに備え、
   前記第１および第３回転プレートの裏面には、前記リフターに当接して前記巻き締め部を筒状に折り畳むローラがそれぞれ設けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載された食品成形装置。
4. 前記リフターにはマグネットが配置され、
   前記ローラはそれぞれ磁性体により形成されることで前記リフターとローラとが磁気吸引手段によって連結され、
   前記磁気吸引手段を利用して、前記リフターの復動動作に伴い前記巻き締め部を展開状態にすること、
   を特徴とする請求項３に記載された食品成形装置。
5. 前記リフターは、
   第１回転プレートに取り付けられているローラと、第３回転プレートに取り付けられているローラをそれぞれ個別に押し動かす２つのリフターにより構成されていること、を特徴とする請求項３または４に記載された食品成形装置。
6. 前記負荷は、前記巻き締め駆動モータのトルクの変化から検出される、請求項１ないし５のいずれかに記載された食品成形装置。
7. 前記負荷は、前記巻き締め駆動モータの回転速度の変化から検出される、請求項１ないし５のいずれかに記載された食品成形装置。
8. 前記巻き締め駆動モータは、ステッピングモータであり、
   前記負荷は、前記ステッピングモータの脱調状態から検出される、請求項１ないし５のいずれかに記載された食品成形装置。

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