JP7236203B2 - 米飯成形装置および米飯処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、米飯成形装置および米飯処理装置に関し、特に、米飯の成形形状に適用して有効な技術に関するものである。

ホッパに投入された米飯を容積計量（米飯が通過する計量枡の水平断面積と分割された米飯の厚み（高さ）で規定される容積で米飯の計量を行う技術）により所定の設定重量値に分割する米飯処理装置が知られている。そして、米飯処理装置で得られた米飯は、例えば弁当などの容器の米飯盛付部に盛り付けられる。

ここで、米飯処理装置で得られた米飯は、計量枡（米飯成形装置）に形成された規制孔の水平断面の形状に沿って成形される。一方、米飯盛付部の形状や大きさ（以下、単に「形状」という。）は、容器の種類によって様々である。

したがって、得られた米飯の形状が容器の米飯盛付部の形状と同じであればそのまま盛り付けることができるが、同じでない場合には、プレス等の手段を用いて再度米飯の形状を調整したり、米飯盛付部の形状に合った専用の計量枡を使用したり、作業者が手作業によって米飯盛付部の形状に沿って米飯を整えている。

なお、容積計量による米飯計量装置については、例えば特許文献１（特開２０００－２５３８４０号公報）に記載された技術が知られている。

特開２０００－２５３８４０号公報

しかしながら、米飯の形状を再調整しようとしても、一旦所定の形状に成形された米飯は、容易に所望の形状に変更することができない。

また、専用の計量枡を使用する場合には、容器の米飯盛付部の形状ごとに計量枡が必要になってしまうため、そのように対応することが困難であったり、対応できたとしても装置のコストアップになってしまう。とりわけ、弁当生産の現場においては、弁当の種類の改廃や弁当容器の種類の改廃が多いため、対応が一層困難になる。

さらに、作業者が手作業で米飯の形状を整える場合には、人件費がかかってしまうことになる。

そして、米飯の形状を再調整する際の問題は、米飯を容器の米飯盛付部の形状に対応させる場合のみではなく、例えば米飯でおむすびや握り寿司用のシャリを成形する場合などでも生じるものである。

このような課題に鑑み、本発明者は、計量枡の内部空間である規制孔の水平断面形状を自在に変えることにより米飯を様々な形状に成形することを思い至った。具体的には、相互に並列配置して個別に進退移動可能となった複数枚の規制パネル（規制部材）で計量枡を構成するようにし、これらの規制パネルの端面である規制面で形成される計量枡の規制孔を所望の形状にするというものである。

ここで、計量枡を構成するには多数枚の規制パネルが必要になることから、これらを作業者が１枚ずつ動かして所望の形状にしようとすると、作業者に新たな作業を求めてしまうことになり、装置としての利便性が損なわれてしまう。

そこで、複数枚の規制パネルを作業者の手を煩わせることなく自在に移動させる技術として、モータを用いることが考えられる。しかしながら、前述のように計量枡を構成するには多数枚（例えば規制パネルの枚数を片側１０枚とすると、両側で合計２０枚）の規制パネルが必要になり、それぞれの規制パネルに対応させてモータを配置することとになれば、多数のモータを配置する広大なスペースが必要になるのみならず、多数のモータを設けることに伴いコストが大幅に上昇する。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、米飯成形装置の規制孔を形成する規制部材を少ない個数のモータで動かすことができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の米飯成形装置は、上方から供給された米飯を規制孔から下方へ通過させることにより当該米飯の水平断面を所定の形状に成形する米飯成形装置であって、相互に並列配置されるとともに形成された規制面の進退方向に往復移動する複数の規制部材からなり、前記規制面の集合で少なくとも前記規制孔の一部を形成する規制手段と、それぞれの前記規制部材に対応して設けられ、ねじ結合により前記規制部材を前記規制面の進退方向に往復移動させる複数のねじ軸と、前記ねじ軸と選択的に嵌合し、当該ねじ軸を回転させて前記規制部材を移動させる第１のモータを備えた回転手段と、前記回転手段を複数の前記規制部材の配列方向に沿って移動させる第２のモータを備えた移動手段と、前記移動手段で前記回転手段を間欠的に移動させながら当該回転手段を前記ねじ軸と嵌合させ、複数の前記ねじ軸を回転させて前記規制部材を所定位置に移動させる制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記回転手段は、前記第１のモータの回転力を前記ねじ軸に伝達して駆動する駆動軸を備える、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項２記載の発明において、前記駆動軸の先端および前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部には、相互に嵌合する第１の嵌合部および第２の嵌合部がそれぞれ形成され、前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とが嵌合して前記第１のモータの回転力がねじ軸に伝達される、ことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項３記載の発明において、前記第１の嵌合部および前記第２の嵌合部は、これらの何れか一方がマイナス溝、他方が当該マイナス溝と嵌まり合う平形部であり、前記制御手段は、前記マイナス溝および前記平形部が前記回転手段の移動方向に向いた回転位置で停止するように前記第１のモータを制御する、ことを特徴とする。

請求項５に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項３記載の発明において、前記駆動軸の両側には、前記駆動軸と嵌合する前記ねじ軸の隣に位置する前記ねじ軸の前記マイナス溝と嵌まり合って当該ねじ軸の回転を阻止する突起片が設けられている、ことを特徴とする。

請求項６に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１～５の何れか一項に記載の発明において、前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸の回転を阻止する阻止手段をさらに有する、ことを特徴とする。

請求項７に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項６記載の発明において、前記阻止手段は、前記ねじ軸の径方向に延びて形成されたピン孔と、前記ピン孔に対して挿抜可能に設けられたピンと、前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記ピン孔から前記ピンを抜去し、前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸の前記ピン孔に前記ピンを挿入する挿抜部と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項７記載の発明において、前記挿抜部は、弾発力によって前記ピンを前記ピン孔に挿入するバネ部材と、前記回転手段の移動とともに移動可能に設けられ、前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記ピンを前記バネ部材の弾発力に抗して前記ピン孔から抜去する抜去部と、を備えることを特徴とする。

請求項９に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項６記載の発明において、前記阻止手段は、前記ねじ軸の外周面を押圧可能に設けられた押圧部と、前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記押圧部による押圧を解除し、前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸を前記押圧部で押圧する押圧部駆動手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項２記載の発明において、前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部および前記駆動軸の先端には、これらの何れか一方にマイナス溝が、他方に当該マイナス溝と嵌まり合う平形部がそれぞれ形成され、前記制御手段は、前記マイナス溝および前記平形部が前記回転手段の移動方向に向いた位置で前記第１のモータの回転を停止させ、前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部と嵌まり合って当該ねじ軸の回転を阻止する阻止手段をさらに有する、ことを特徴とする。

請求項１１に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１～１０の何れか一項に記載の発明において、前記移動手段は、前記回転手段の移動方向に沿って配置されるとともに当該回転手段に設けられたブロックを貫通して当該ブロックとねじ結合し、前記第２のモータで回転して前記回転手段を移動させるシャフトと、前記回転手段の移動方向に沿って配置され、前記回転手段の移動をガイドするガイド部材と、を備えることを特徴とする。

請求項１２に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１～１１の何れか一項に記載の発明において、前記回転手段は複数設けられ、前記移動手段は１または複数設けられて、複数の前記回転手段を相互に同一の方向または相互に異なる方向に移動させる、ことを特徴とする。

請求項１３に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１～１２の何れか一項に記載の発明において、前記規制面の進退方向に往復移動するように前記規制部材の移動を案内する案内手段をさらに有する、ことを特徴とする。

請求項１４に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１３記載の発明において、前記規制手段の両側に配置された支持手段をさらに有し、前記案内手段は、それぞれの前記規制部材に取り付けられたロッド、および両端が前記支持手段に固定されて前記ロッドが摺動可能に貫通して当該ロッドを保持する保持部材を備える、ことを特徴とする。

請求項１５に記載の本発明の米飯成形装置は、上記請求項１～１４の何れか一項に記載の発明において、前記規制手段は、前記規制面が相互に対向するようにして間隔を空けて一対で設けられている、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項１６に記載の本発明の米飯処理装置は、投入された米飯を解しながら下方へ落下供給する米飯供給装置と、前記米飯供給装置から供給された米飯を前記規制孔から下方へ通過させて当該米飯の水平断面を所定の形状に成形する請求項１～１５の何れか一項に記載の米飯成形装置と、前記米飯成形装置を通過した米飯を所定の厚みに分割して落下させる米飯分割装置と、を有することを特徴とする。

請求項１７に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１６に記載の発明において、前記米飯分割装置は、前記米飯成形装置からの米飯を分割するシャッタと、前記シャッタの下方において当該シャッタと所定の間隔を空けて配置され、前記米飯成形装置を通過した米飯の落下経路を開閉する厚み調整手段とを備え、前記厚み調整手段を閉鎖位置にして前記米飯成形装置からの米飯を前記シャッタによって所定の厚みに分割し、分割後に前記厚み調整手段を開放位置にして米飯を落下させる、ことを特徴とする。

請求項１８に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１７に記載の発明において、前記厚み調整手段は上下方向に移動可能とされている、ことを特徴とする。

請求項１９に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１８に記載の発明において、前記厚み調整手段を上下方向に移動させる第３のモータを備え、前記制御手段は、米飯の設定重量、米飯の比重および前記規制孔の水平方向の断面積で規定される位置に、前記第３のモータを介して前記厚み調整手段を移動させる制御をさらに行う、ことを特徴とする。

請求項２０に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１９に記載の発明において、前記制御手段は、前記規制部材の厚みと、前記規制孔の全開時または全閉時からの複数の前記規制部材の総移動量とに基づいて前記規制孔の水平方向の断面積を求める、ことを特徴とする。

請求項２１に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１９に記載の発明において、前記制御手段は、撮像手段により撮像された前記規制孔の画像に基づいて前記規制孔の水平方向の断面積を求める、ことを特徴とする。

請求項２２に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項１６～１９の何れか一項に記載の発明において、前記米飯成形装置の前記規制孔の米飯の高さを非接触で測定する測定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記測定手段に測定された米飯の高さが所定の設定値となるように前記米飯供給装置を動作制御する、ことを特徴とする。

請求項２３に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項２２記載の発明において、前記測定手段は、音軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された超音波センサ、または光軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された光学センサである、ことを特徴とする。

請求項２４に記載の本発明の米飯処理装置は、上記請求項２２記載の発明において、前記測定手段は、音軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された超音波センサ、または光軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された光学センサと、音軸が前記規制孔上を通って水平方向になるように配置された超音波センサ、または光軸が前記規制孔上を通って水平方向になるように配置された光学センサである、ことを特徴とする。

本発明によれば、相互に並列配置された複数の規制部材にそれぞれ設けられたねじ軸と選択的に嵌合して当該ねじ軸を回転させる第１のモータを備えた回転手段が設けられ、この回転手段を移動手段の第２のモータによって間欠的に移動させながら回転手段とねじ軸とを嵌合させるようにしているので、米飯成形装置の規制孔を形成する規制部材を、少ない個数のモータで動かすことが可能になる。

本発明の一実施の形態である米飯処理装置を示す斜視図である。 図１の正面図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部を正面側の斜め上方から示す斜視図である。 図３の米飯成形部から外装パネルを外して示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部を外装パネルを外して正面側の斜め下方から示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部を外装パネルを外して背面側の斜め上方から示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構と移動機構とを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構とを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構とが嵌合した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部の回転機構を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸と駆動軸とを示す側面図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸の周辺構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸の回転を阻止するためのピンを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部の回転機構に取り付けられた抜去部を示す斜視図である。 図１４の抜去部の内部構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部において円形の規制孔を形成した状態を外装パネルを外して示す斜視図である。 図１６の平面図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部において角形の規制孔を形成した状態を外装パネルを外して示す斜視図である。 （ａ）～（ｈ）は本発明の一実施の形態である米飯成形部における回転機構と移動機構とのレイアウトパターンおよびその変形例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である米飯処理装置におけるシャッタとゲート板との位置を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である米飯成形部の規制孔における全開時と所定形状への変形時とを示す説明図である。 本発明の変形例としての米飯処理装置に設けられた超音波センサと米飯成形部とを示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図２２の超音波センサによる２種類の測定可能範囲を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は図２３（ｂ）の測定可能範囲を有する超音波センサにより測定可能な米飯の高さを示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は図２３（ｂ）の測定可能範囲を有する超音波センサにより測定不能な米飯の高さを示す説明図である。 本発明の他の変形例としての米飯処理装置に設けられた超音波センサおよび光学センサと米飯成形部とを示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図２６の超音波センサおよび光学センサにより測定可能な米飯の高さを示す説明図である。 本発明のさらに他の変形例としての米飯処理装置に設けられた光学センサと米飯成形部とを示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図２８の光学センサにより測定可能な米飯の高さを示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は図２８の光学センサにより測定不能な米飯の高さを示す説明図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態である米飯処理装置を示す斜視図、図２は図１の正面図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態の米飯処理装置Ｍには、投入された米飯を解しながら落下供給する供給部（米飯供給装置）１０と、供給部１０から供給された米飯を下方へ通過させることにより当該米飯の水平断面を所定の形状に成形する米飯成形部（米飯成形装置）２０と、米飯成形部２０を通過した米飯を設定重量値に相当する厚みに分割して落下させる米飯分割部（米飯分割装置）３０と、設定重量値に対して不足した重量分の米飯を落下させる補助計量部４０と、米飯を搬送する搬送コンベア５０と、作業者が装置の動作設定条件を入力するための入力部６０とを備えている。

なお、米飯処理装置Ｍのこれらの構成要素は、底面にキャスタＢｃおよび昇降ジャッキＢｊが取り付けられた台座Ｂ上に設けられている。

供給部１０には、米飯が投入されるホッパ部１１と、ホッパ部１１内の米飯を解しながら落下供給する解しローラ（図示せず）と、解しローラから落下した米飯の一部を補助計量部４０に送る搬送ローラ（図示せず）とを備えている。

また、入力部６０は、米飯処理装置Ｍの駆動、停止、再起動などを行う操作スイッチ６１や、米飯の設定重量、生産数量などの設定を行う操作パネル６２などで構成されている。さらに、入力部６０の筐体内には、米飯分割部３０を含んだ米飯処理装置Ｍの動作制御を行う図示しない制御部（制御手段）が設けられている。

図示するように、米飯成形部２０には、上方の供給部１０から供給された米飯を下方へと通過させる規制孔２１（図１６～図１８）が形成されており、規制孔２１を通った米飯は、水平断面の形状が当該規制孔２１に沿った形状に成形される。なお、米飯成形部２０の詳細については後述する。

米飯分割部３０は、米飯成形部２０の下部に配置されたシャッタ３１と、シャッタ３１の下方において当該シャッタ３１と所定の間隔を空けて配置された厚み調整部（厚み調整手段）３２とを備えている。シャッタ３１は、水平方向に相互に接近・離間する動作を行う一対のシャッタ板で構成されており、シャッタ板の動作によって米飯成形部２０からの米飯を分割する。また、厚み調整部３２は、上下方向に移動可能になっており、水平方向へのスライド動作によって米飯の落下経路を開閉するゲート板３２ａと、ゲート板３２ａ上の米飯の重量を計測するロードセル（図示せず）とを備えている。そして、ゲート板３２ａを閉鎖位置にして米飯成形部２０からの米飯をシャッタ３１によって所定の厚みに分割して計量し、その後、ゲート板３２ａを開放位置にして搬送コンベア５０に落下させる。

このとき、前述した米飯成形部２０の規制孔２１の水平断面積と、米飯分割部３０で分割された米飯の厚み（高さ）とで規定される容積によって設定重量値の米飯が計量される。したがって、分割落下される米飯の重量は、米飯成形部２０の規制孔２１の水平断面積と、米飯分割部３０を構成するシャッタ３１とゲート板３２ａとの距離に依存する。なお、厚み調整部３２を固定して上下移動不能にし、米飯成形部２０の規制孔２１の水平断面積のみで米飯の重量を調整するようにしてもよい。

搬送コンベア５０は、図面の右側から左側へと米飯を搬送するように周回動する。そして、搬送コンベア５０の略中央部の直上には米飯分割部３０が配置されており、米飯分割部３０からの米飯が搬送コンベア５０上に落下して搬送される。

また、米飯分割部３０からの米飯の落下位置よりも搬送方向上流側には、前述した補助計量部４０が配置されている。そして、厚み調整部３２に設けられたロードセルで計測された米飯重量が作業者の設定した米飯の設定重量に対して所定重量以上に不足していたならば、不足重量分の米飯が補助計量部４０で計量されて搬送コンベア５０上に落下される。

ここで、補助計量部４０で補助計量された米飯（補助計量飯）の搬送コンベア５０への落下位置の方が、米飯分割部３０で主計量された米飯（主計量飯）の搬送コンベア５０への落下位置よりも上流側になっていることから、相対的に少量の補助計量飯の上に相対的に多量の主計量飯が落下供給されるようになっている。したがって、補助計量飯に主計量飯が覆いかぶさるようになるので、補助計量飯が分かりにくくなり、補助計量飯が主計量飯の上にある場合のような視覚的な不自然さがなくなる。

なお、米飯処理装置Ｍは、補助計量飯よりも主計量飯の方が搬送コンベア５０の搬送方向上流側に落下する構造になっていてもよい。さらに、米飯の計量は、主計量と補助計量とによる２段階計量ではなく、１回の計量であっていてもよい。

次に、本実施の形態の米飯処理装置Ｍに備えられた米飯成形部２０について、図３～図６を用いて説明する。

ここで、図３は本発明の一実施の形態である米飯成形部を正面側の斜め上方から示す斜視図、図４は図３の米飯成形部から外装パネルを外して示す斜視図、図５は本発明の一実施の形態である米飯成形部を外装パネルを外して正面側の斜め下方から示す斜視図、図６は本発明の一実施の形態である米飯成形部を外装パネルを外して背面側の斜め上方から示す斜視図である。

これらの図面に示すように、米飯成形部２０には、規制ユニット（規制手段）２２が設けられている。この規制ユニット２２は、相互に並列配置された四角形の板状体からなる複数の規制パネル（規制部材）２２ａで構成されており、当該規制パネル２２ａには規制面２２ａ－１が形成されている。そして、これら規制パネル２２ａの規制面２２ａ－１の集合により、米飯の水平断面の形状を規制する前述の規制孔２１が形成される。

本実施の形態において、規制ユニット２２は、規制パネル２２ａの規制面２２ａ－１が相互に対向するように間隔を空けて一対で設けられており、これら２つの規制ユニット２２の規制面２２ａ－１で構成される空間により、供給部１０からの米飯を下方へと通過させる規制孔２１が形成される。

但し、規制ユニット２２を１つだけにして、規制ユニット２２の向かい側に、規制ユニット２２とで規制孔２１を形成するための壁面を有する部材を配置するようにすることもできる。この場合には、規制ユニット２２の規制面２２ａ－１の集合は、規制孔２１の一部を形成ことになる。

規制パネル２２ａの配列方向の両側には、規制パネル２２ａを挟むようにして外装パネル２３が設けられている。

また、規制パネル２２ａの後部には、規制面２２ａ－１の進退方向に往復移動するように規制パネル２２ａの移動を案内するためのガイド部（案内手段）２４が設けられている。ガイド部２４は、規制パネル２２ａの規制面２２ａ－１と反対面に取り付けられて当該規制パネル２２ａを支持する支持プレート２４ａと、支持プレート２４ａの上下２箇所に取り付けられて移動方向に延びたロッド２４ｂと、ロッド２４ｂが摺動可能に貫通して当該ロッド２４ｂを保持する保持板(保持部材）２４ｃからなる。したがって、保持板２４ｃに保持されたロッド２４ｂおよび支持プレート２４ａを介して規制パネル２２ａを前後に移動させると、規制パネル２２ａに形成された規制面２２ａ－１が進退方向に移動する。

保持板２４ｃは、その両端がフレームプレート２５に固定されている。また、ロッド２４ｂの支持プレート２４ａとは反対側である後端部には、摺動するロッド２４ｂが保持板２４ｃの孔から抜け出るのを防止するためのストッパ２４ｂ－１が設けられている。

なお、本実施の形態では、ロッド２４ｂは、支持プレート２４ａを介して規制パネル２２ａに取り付けられているが、支持プレート２４ａを設けずに、直接規制パネル２２ａに取り付けられていてもよい。

ここで、規制パネル２２ａの後部には、各規制パネル２２ａに対応した複数のねじ軸２６が設けられている。このねじ軸２６は、両端がフレームプレート２５に固定されたねじ軸保持板２６ａを貫通して回転可能に保持されており、支持プレート２４ａにおいて規制パネル２２ａの移動方向に延びて形成されたアーム部２４ｂ－２とねじ結合している。したがって、ねじ軸２６が正逆方向に回転すると、規制パネル２２ａが規制面２２ａ－１の進退方向に往復移動する。

なお、本実施の形態では、ねじ軸２６はアーム部２４ｂ－２に嵌め込まれたナット（図示せず）によりねじ結合しているが、例えば、アーム部２４ｂ－２自体に雌ねじを形成してねじ結合するなどしてもよい。

また、本実施の形態では、ねじ軸２６は、支持プレート２４ａ（詳しくは、支持プレート２４ａのアーム部２４ｂ－２）を介して規制パネル２２ａとねじ結合しているが、支持プレート２４ａを設けずに、規制パネル２２ａと直接ねじ結合するようにしてもよい。

さて、このようなねじ軸２６を回転させるため、ねじ軸２６の規制パネル２２ａと反対側には、ねじ軸２６と選択的に嵌合する回転機構（回転手段）２７が設けられている。さらに、並列配置された規制パネル２２ａの配列方向に沿って当該回転機構２７を移動させるための移動機構（移動手段）２８が設けられている。

そして、前述した制御部による制御の下、移動機構２８によって回転機構２７を一方端の規制パネル２２ａから他方端の規制パネル２２ａまで間欠的に移動させながら、当該回転機構２７を各規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と順次嵌合させて当該ねじ軸２６を回転させることにより、規制パネル２２ａが所定位置に移動する。

なお、本実施の形態では、このように回転機構２７を各規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と順次嵌合させて回転させるように制御しているが、このような制御に限定されるものではない。

つまり、回転機構２７が嵌合するねじ軸２６は、規制パネル２２ａの並んでいる順番ではなく、ランダムであってもよい。例えば、最も手前（１番目）の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合した後、その隣（２番目）の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合するのではなく、３番目あるいはそれ以外の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合し、その後２番目の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合するように制御してもよい。

さらに、移動させる必要のない規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６は回転が不要であるから、回転機構２７は当該ねじ軸２６と嵌合するが回転させないようにしてもよく、あるいは嵌合自体を行わないようにしてもよい。

そこで、次に、米飯成形部２０を構成する回転機構２７および移動機構２８ならびにこれらの関連機構について、前述の図３～図６に加えて図７～図１５を用いて説明する。

ここで、図７は本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構と移動機構とを示す斜視図、図８は本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構とを示す斜視図、図９は本発明の一実施の形態である米飯成形部のねじ軸と回転機構とが嵌合した状態を示す斜視図、図１０は本発明の一実施の形態である米飯成形部の回転機構を示す斜視図、図１１は本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸と駆動軸とを示す側面図、図１２は本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸の周辺構造を示す斜視図、図１３は本発明の一実施の形態である米飯成形部に設けられたねじ軸の回転を阻止するためのピンを示す斜視図、図１４は本発明の一実施の形態である米飯成形部の回転機構に取り付けられた抜去部を示す斜視図、図１５は図１４の抜去部の内部構造を示す斜視図である。

図７～図１０に示すように、回転機構２７には、ねじ軸２６を回転させるための第１のモータ２７ａが、ブロック２７ｂに固定されたベース板２７ｃに取り付けられている。第１のモータ２７ａには回転角の制御が可能なサーボモータが用いられており、これにより、規制パネル２２ａを所定位置に正確に移動させるとともに、後述するようにねじ軸２６が目的の回転位置で停止できるようにしている。なお、第１のモータ２７ａには、回転角の制御が可能な他種のモータ（例えば、ステッピングモータなど）を用いてもよい。

ベース板２７ｃから突出した第１のモータ２７ａの回転軸には駆動側プーリ２７ｄが取り付けられている。また、ブロック２７ｂには、ねじ軸と嵌まり合ってこれを回転させるための駆動軸２７ｅが回転可能に取り付けられており、当該駆動軸２７ｅには従動側プーリ２７ｆが取り付けられている。

駆動側プーリ２７ｄと従動側プーリ２７ｆとの間には無端ベルト２７ｇが掛け渡されており、第１のモータ２７ａの回転力が駆動側プーリ２７ｄから無端ベルト２７ｇを介して従動側プーリ２７ｆに伝達されて駆動軸２７ｅが回転するようになっている。したがって、何れかのねじ軸２６と嵌まり合った駆動軸２７ｅに第１のモータ２７ａの回転力が伝達されると、当該ねじ軸２６が回転して規制パネル２２ａが前述のように移動する。

図１１に示すように、駆動軸２７ｅの先端には平形部（第１の嵌合部）２７ｅ－１が形成され、ねじ軸２６における駆動軸２７ｅ側の端部には、平形部２７ｅ－１と嵌まり合うマイナス溝（第２の嵌合部）２６－１が形成されている。

したがって、駆動軸２７ｅに形成された平形部２７ｅ－１とねじ軸２６に形成されたマイナス溝２６－１とが嵌まり合って、第１のモータ２７ａの回転力が駆動軸２７ｅからねじ軸２６へと伝達されることになる。

そして、制御部は、駆動軸２７ｅの平形部２７ｅ－１とねじ軸２６のマイナス溝２６－１とが回転機構２７の移動方向に向いた回転位置で停止するように第１のモータ２７ａを制御している。このような位置で回転が停止するようになっていると、回転機構２７が規制パネル２２ａの配列方向に沿ってねじ軸２６に移動するだけで、駆動軸２７ｅの平形部２７ｅ－１が当該ねじ軸２６のマイナス溝２６－１と嵌まり合うことができる。

なお、平形部２７ｅ－１の両側およびマイナス溝２６－１の両側は面取りがされている。これにより、駆動軸２７ｅやねじ軸２６に僅かな回転方向の位置ずれ（回転機構２７の移動方向に向いた回転位置に対する位置ずれ）があっても、面取りによって当該位置ずれが吸収されて、平形部２７ｅ－１がマイナス溝２６－１とスムーズに嵌まり合うことができる。

ここで、本実施の形態では、駆動軸２７ｅに平形部２７ｅ－１が、ねじ軸２６にマイナス溝２６－１が形成されているが、これとは逆に、駆動軸２７ｅにマイナス溝が、ねじ軸２６に平形部が形成されていてもよい。この場合でも、回転機構２７が規制パネル２２ａの配列方向に沿って隣のねじ軸２６の位置まで移動するだけで、駆動軸２７ｅのマイナス溝がねじ軸２６の平形部と嵌まり合うことが可能になる。

さらに、駆動軸２７ｅとねじ軸２６との嵌合は、このような平形部とマイナス溝との嵌合に限定されるものではない。

つまり、第１の嵌合部と第２の嵌合部との形状は、相互に嵌まり合うことが可能な様々な形状を採用することができる。例えば、第１の嵌合部と第２の嵌合部の何れか一方をプラス溝とし、他方を当該プラス溝と嵌まり合う十字形部とすることができる。あるいは、第１の嵌合部と第２の嵌合部の何れか一方を角穴とし、他方を当該角穴と嵌まり合う角柱部とすることができる。

なお、これらの場合には、回転機構２７が規制パネル２２ａの配列方向に沿って移動するだけでは、駆動軸２７ｅがねじ軸２６と嵌まり合うことはできない。したがって、駆動軸２７ｅを一旦後退させてから回転機構２７を移動させ、当該回転機構２７が目的のねじ軸２６の位置になったならば、駆動軸２７ｅを前進させてねじ軸２６と嵌まり合うようにする。

さて、制御部によりねじ軸２６のマイナス溝２６－１を回転機構２７の移動方向に向いた回転位置で停止させたとしても、回転機構２７と嵌合していないと(詳しくは、回転機構２７の駆動軸２７ｅと嵌合していないと）、振動などの要因によりねじ軸２６が回転してマイナス溝２６－１が回転機構２７の移動方向とは異なる向きになってしまうことが想定される。そこで、本実施の形態では、回転機構２７と嵌まり合っていないねじ軸２６の回転を阻止するための阻止機構（阻止手段）２９が設けられている。

この阻止機構２９は、ねじ軸２６の径方向に延びて形成されたピン孔２９ａと、ピン孔２９ａに対して挿抜可能に設けられた複数のピン２９ｂと、ピン２９ｂをピン孔２９ａに対して挿抜する挿抜部２９ｃとで構成されている。

図１２において、ピン２９ｂは、その先端が細く形成されて、両端がフレームプレート２５に固定されたピンホルダ２９ｂ－１に上下動可能に嵌め込まれており、ピン孔２９ａの直下に配置されている。そして、図１３に示すように、ピン２９ｂには、弾発力によってピン２９ｂを上昇させてねじ軸２６のピン孔２９ａに挿入した位置に付勢するコイルバネ（バネ部材）２９ｃａが嵌め込まれている。したがって、ねじ軸２６は、コイルバネ２９ｃａの弾発力によってピン２９ｂがピン孔２９ａに挿入されることにより回転が阻止される。なお、本実施の形態ではピン孔２９ａはねじ軸２６を径方向に貫通しているが、貫通していなくてもよい。

図１２に示すように、ピン２９ｂの下部には、横方向に延びるストッパ２９ｂａが設けられており、当該ストッパ２９ｂａがピンホルダ２９ｂ－１の下部に形成されたスリット２９ｂ－１ａの上端に当接してピン２９ｂの上昇端を規制している。

挿抜部２９ｃは、回転機構２７と嵌まり合っているねじ軸２６のピン孔２９ａからピン２９ｂを抜去し、回転機構２７と嵌まり合っていないねじ軸２６のピン孔２９ａにピン２９ｂを挿入するようになっている。具体的には、挿抜部２９ｃは、前述したコイルバネ２９ｃａと、回転機構２７のブロック２７ｂに取り付けられて当該回転機構２７の移動とともに移動可能となった抜去部２９ｃｂとで構成されている（図１０参照）。

図１４および図１５に詳しく示すように、抜去部２９ｃｂは、相互に接合された一対の部材で構成されており、上方が開口して回転機構２７の移動方向に沿って延びてピン２９ｂの下部が入り込む溝２９ｃｂａが形成されている。また、溝２９ｃｂａには、その両側から内方に向けて略Ｖ字形に突出した突起部２９ｃｂｂが形成されており、ピン２９ｂのストッパ２９ｂａが係合するようになっている。

したがって、回転機構２７の移動とともに抜去部２９ｃｂが移動して行くと、ピン２９ｂの下部が溝２９ｃｂａに入り込む。そして、Ｖ字形の突起部２９ｃｂｂの傾斜面に沿ってストッパ２９ｂａが下げられ、ねじ軸２６のピン孔２９ａに挿入されているピン２９ｂがコイルバネ２９ｃａの弾発力に抗して徐々に下降する。そして、回転機構２７がねじ軸２６と嵌まり合うとともに、ストッパ２９ｂａがＶ字形の突起部２９ｃｂｂの最下端部まで下がったときに、ピン２９ｂがコイルバネ２９ｃａの弾発力に抗して下降端になってピン孔２９ａから抜去され、ねじ軸２６の回転阻止が解除される。

なお、回転機構２７とともに抜去部２９ｃｂがさらに移動すると、Ｖ字形の突起部２９ｃｂｂの傾斜面に沿ってストッパ２９ｂａが上がり、ピン２９ｂがコイルバネ２９ｃａの弾発力によって徐々に上昇する。そして、ピン２９ｂの下部が溝２９ｃｂａから抜け出すと、ピン２９ｂはコイルバネ２９ｃａの弾発力によって再びピン孔２９ａに挿入される。

ここで、ストッパ２９ｂａが突起部２９ｃｂｂの最下端部になってピン２９ｂがピン孔２９ａから抜去され、ねじ軸２６の回転阻止が解除されたとき、当該ねじ軸２６の隣に位置するねじ軸２６に対応したピン２９ｂのストッパ２９ｂａは、Ｖ字形の突起部２９ｃｂｂの傾斜面に位置している。これは、ピン２９ｂが僅かに下降した状態であり、ピン２９ｂがピン孔２９ａから抜け出している可能性がある状態である。すると、ピン２９ｂによるねじ軸２６の回転阻止がなされずに、ねじ軸２６が回転してしまうおそれが発生する。

そこで、本実施の形態では、このようなおそれが発生しないようにするため、図８や図１０に示すように、駆動軸２７ｅの両側に、当該駆動軸２７ｅと嵌合するねじ軸２６の隣に位置するねじ軸２６のマイナス溝２６－１と嵌まり合ってこれらのねじ軸２６の回転を阻止する突起片２７ｈが設けられている。

なお、突起部２９ｃｂｂの傾斜面を急峻にして、あるいはねじ軸２６の間隔を広げて、回転阻止が解除されたねじ軸２６の隣のねじ軸２６に前述のおそれが発生しないようであれば、突起片２７ｈは不要である。

次に、移動機構２８には、図５に示すように、回転機構２７を規制パネル２２ａの配列方向に沿って移動させるための第２のモータ２８ａがフレームプレート２５の内側に取り付けられている。また、この移動機構２８は、回転機構２７の移動方向に沿って配置されたシャフト２８ｂを備えている。シャフト２８ｂは、フレームプレート２５に回転可能に支持されており、回転機構２７のブロック２７ｂを貫通して当該ブロック２７ｂとねじ結合している。

さらに、フレームプレート２５の外側に突出した第２のモータ２８ａの回転軸には駆動側プーリ２８ｃが取り付けられている。一方、シャフト２８ｂには従動側プーリ２８ｄが取り付けられている。駆動側プーリ２８ｃと従動側プーリ２８ｄとの間には無端ベルト２８ｅが掛け渡されており、第２のモータ２８ａの回転力が駆動側プーリ２８ｃから無端ベルト２８ｅを介して従動側プーリ２８ｄに伝達されてシャフト２８ｂが回転するようになっている。したがって、第２のモータ２８ａの回転力がシャフト２８ｂに伝達されて回転すると、当該シャフト２８ｂのねじ作用により、回転機構２７が規制パネル２２ａの配列方向に沿って移動する。

さらに、移動機構２８は、このような回転機構２７の移動をガイドするロッド（ガイド部材）２８ｆを備えている。本実施の形態において、ロッド２８ｆは２本設けられてその両端がフレームプレート２５に固定されており、回転機構２７のブロック２７ｂを摺動可能に貫通して回転機構２７の移動方向に沿って配置されている。したがって、回転機構２７は、ロッド２８ｆにガイドされて、スムーズに規制パネル２２ａの配列方向に沿って移動することが可能になっている。

なお、本実施の形態では、回転機構２７の移動をガイドする部材としてロッド２８ｆが用いられているが、例えば回転機構２７が走行可能なレールなどを用いてもよい。

次に、以上の構成を有する本実施の形態の米飯成形部２０の動作について説明する。

作業者が入力部６０を操作し、規制パネル２２ａによって形成される規制孔２１の形状に関して、予めメモリに格納されている複数の形状から所望の形状を選択して決定する。すると、制御部により回転機構２７の第１のモータ２７ａおよび移動機構２８の第２のモータ２８ａの回転が制御されて米飯成形部２０が動作し、選択された形状の規制孔２１が形成される。

なお、規制孔２１の形状については、作業者が任意の形状を設定できるようになっていてもよい。また、その設定形状をメモリに格納できるようになっていてもよい。

さて、動作開始時においては、回転機構２７は一方の端部に位置する規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合している。また、当該ねじ軸２６は、回転機構２７と嵌合していることから、このねじ軸２６に形成されたピン孔２９ａからピン２９ｂが抜去されて回転可能になっている。

このような状態において、回転機構２７に設けられた第１のモータ２７ａにより駆動軸２７ｅが回転すると、当該駆動軸２７ｅと嵌合しているねじ軸２６が回転して規制パネル２２ａが所定の位置へと移動する。なお、移動が終了したときに、駆動軸２７ｅの平形部２７ｅ－１とねじ軸２６のマイナス溝２６－１とは回転機構２７の移動方向に向いた回転位置で停止するように、第１のモータ２７ａの回転が制御される。

ここで、選択された規制孔２１の形状によっては規制パネル２２ａを動かす必要がない場合がある。この場合には、回転機構２７による規制パネル２２ａの移動動作はスキップされる。

このようにして、回転機構２７によって一方端の規制パネル２２ａの移動が行われたならば、移動機構２８の第２のモータ２８ａによって回転機構２７が移動し、一方端の規制パネル２２ａの隣に位置する規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合する位置で停止する。このとき、駆動軸２７ｅの平形部２７ｅ－１とねじ軸２６のマイナス溝２６－１とが回転機構２７の移動方向に向いた回転位置で停止しているので、回転機構２７が移動するだけで、駆動軸２７ｅの平形部２７ｅ－１が当該ねじ軸２６のマイナス溝２６－１と嵌まり合う。

そして、先程の一方端の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と同じように、回転機構２７の第１のモータ２７ａに駆動される駆動軸２７ｅによってねじ軸２６が回転して規制パネル２２ａが所定の位置へと移動する。

なお、一方端の規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６は、回転機構２７が遠ざかるとピン２９ｂがピン孔２９ａに挿入されて回転が阻止され、ねじ軸２６のマイナス溝２６－１が回転機構２７の移動方向に向いた回転位置で保持される。

このようにして、一方端の規制パネル２２ａの隣に位置する規制パネル２２ａの移動が行われたならば、移動機構２８の第２のモータ２８ａによって回転機構２７が再び移動し、その隣に位置する規制パネル２２ａに対応したねじ軸２６と嵌合する位置で停止し、回転機構２７の第１のモータ２７ａにより規制パネル２２ａが所定の位置へと移動する。

以下、各規制パネル２２ａに対してこのような動作を繰り返して他方端の規制パネル２２ａまでの移動が完了したならば、規制派なる２２ａの規制面２２ａ－１によって、目的とする規制孔２１が形成される。

形成された規制孔２１の一例を、図１６～図１８に示す。ここで、図１６は本発明の一実施の形態である米飯成形部において円形の規制孔を形成した状態を外装パネルを外して示す斜視図、図１７は図１６の平面図、図１８は本発明の一実施の形態である米飯成形部において角形の規制孔を形成した状態を外装パネルを外して示す斜視図である。

これらの図面に示すように、各規制パネル２２ａを様々な移動位置にすることにより、図１６および図１７に示すような円形の規制孔２１や、図１８に示すような角形の規制孔２１など、多様な形状の規制孔２１を自由に形成することが可能になる。

そして、本実施の形態によれば、相互に並列配置された複数の規制パネル２２ａにそれぞれ設けられたねじ軸２６と選択的に嵌合して当該ねじ軸２６を回転させる第１のモータ２７ａを備えた回転機構２７が設けられ、この回転機構２７を移動機構２８の第２のモータ２８ａによって間欠的に移動させながら回転機構２７とねじ軸２６とを嵌合させるようにしているので、米飯成形部２０の規制孔２１を形成する規制パネル２２ａを、少ない個数のモータ（並列配置された複数の規制パネル２２ａが一対となって設けられた本実施の形態で、２個の第１のモータ２７ａと２個の第２のモータ２８ａの合計４個のモータ）で動かすことが可能になる。

なお、多様な形状の規制孔２１を自由に形成して米飯を様々な形状に成形することが可能になることから、米飯を容器の米飯盛付部（図示せず）の様々な形状に対応した形状に成形することができる。

また、このように米飯を容器の米飯盛付部の様々な形状に対応した形状に成形できることから、一旦成形された米飯の形状を後工程でプレス等によって調整することが不要になる。

さらに、米飯を容器の米飯盛付部の様々な形状に対応した形状に成形できることから、作業者が手作業で米飯の形状を整える必要がなくなるので、省人化になって人件費を抑制することができる。

米飯を容器の米飯盛付部の様々な形状に対応した形状に成形できることから、特定の形状の米飯に合わせた専用部品が必要なくなる。

規制パネル２２ａの移動位置を変えるだけで所望の形状の米飯が成形できるので、弁当の種類の改廃や弁当容器の種類の改廃に素早く対応することができ、また、米飯の成形形状の微調整が可能になる。

ここで、規制孔２１を所定の形状にした場合、その都度、米飯を搬送コンベア５０上に落下させながら厚み調整部３２の上下位置を調整して、設定重量の米飯が得られるようにする必要がある。このようにすると、目標の重量の米飯が得られるまでに時間がかかってしまい、生産効率が悪化する。

このような場合、第３のモータ（図示せず）を用いて厚み調整部３２を上下方向に移動させるようにし、前述した制御部により、当該第３のモータを介して厚み調整部３２を上下動させるようにすることができる。

具体的には、入力部６０で入力された米飯の設定重量に応じた重量の米飯が搬送コンベア５０に落下されるような位置に厚み調整部３２を移動させるようにする。つまり、米飯の重量（Ｗ）はその重量に対応した容積、すなわち｛［規制孔２１の水平方向の断面積（Ｓ）］×［シャッタ３１からゲート板３２ａまでの距離（Ｄ）］｝に依存する（図２０参照）。そして、米の比重（見かけ比重）は約０.８であるから、Ｄ＝Ｗ／（Ｓ×０.８）と求められる。例えば、米飯の設定重量（Ｗ）が２００ｇ、規制孔２１の水平方向の断面積（Ｓ）が１０,０００ｍｍ２であれば、Ｄ＝（２００×１,０００）／（１０,０００×０.８）＝２５ｍｍと求められる。よって、制御部によって、ゲート板３２ａとシャッタ３１との間隔が２５ｍｍとなるように厚み調整部３２を移動させれば、設定重量である２００ｇの米飯が搬送コンベア５０に落下されることになる。

なお、規制孔２１の水平方向の断面積については、例えば次の２つの方法で求めることができる。第１の方法は、規制パネル２２ａの厚みと移動量とに基づいて求めるものである。すなわち、図２１において、二点鎖線で示す規制孔２１の全開時の面積と、これらの規制パネル２２ａの厚みと総移動量とで得られる面積との差によって規制孔２１の水平方向の断面積が求められる。なお、規制孔２１の全開時の面積に代えて、全閉時の面積を用いてもよい。第２の方法は、例えばＣＣＤカメラなどの撮像手段（図示せず）により撮像された規制孔２１の画像に基づいて求めるものである。但し、これら以外の方法で規制孔２１の水平方向の断面積を求めるようにしてもよいことはもちろんである。

そして、以上のようにして制御部により厚み調整部３２を上下動させるようにすれば、米飯の設定重量に応じた米飯を速やかに得ることができる。つまり、量目合わせを素早く行うことができる。

さて、米飯処理装置Ｍにおいて、最終的に容器の米飯盛付部に盛り付けられる米飯重量を一定化するために、米飯成形部２０の規制ユニット２２に形成された規制孔２１に供給された米飯の高さを測定する必要が生じる場合がある。すなわち、規制孔２１内の米飯量が多くなれば当該規制孔２１の下部に位置する米飯が上からの荷重（米飯の重み）で密度が相対的に高くなり、逆に少なくなれば密度が相対的に低くなる。したがって、米飯分割部３０で分割したときの米飯の厚みが同じであっても、規制孔２１内の米飯量によって分割後の米飯の重量が異なるからである。

この問題をなくすには、図２２に示すように、米飯処理装置Ｍにおいて、規制孔２１に供給された米飯の高さを非接触で測定する超音波センサ（測定手段）Ｓｓを設けておく。そして、制御部により、超音波センサＳｓで測定された米飯の高さが所定の設定値（米飯処理装置Ｍにおいて予め設定されている米飯の高さの値）となるように、つまり、規制孔２１の下部に位置する米飯に常にほぼ同一の荷重がかかるように、米飯供給装置である供給部１０に備えられた解しローラを動作制御して規制孔２１への米飯の落下供給量をコントロールする。

なお、図２２および後述する図２３～図３０において、規制パネル２２ａの両側に設けられた構成要素（ガイド部２４、ねじ軸２６、回転機構２７、移動機構２８、阻止機構２９など）はハウジングＨの中に格納されている。

図示する場合には、超音波センサＳｓは米飯成形部２０の上方に配置されており、音軸Ｓｓａが垂直方向になっている。そして、送波器（図示せず）により超音波を対象物である米飯に向けて発信し、その反射波を受波器（図示せず）で受信することにより、米飯までの距離つまり規制孔２１にある米飯の高さが測定される。

このようにすれば、規制孔２１に供給された米飯の高さが設定値に保たれて規制孔２１の下部に位置する米飯の密度が安定化するので、容器の米飯盛付部に盛り付けられる米飯重量を一定化することができる。

なお、米飯の高さの設定値は、前述のように米飯処理装置Ｍで予め設定されていてもよいが、入力部６０において米飯の高さを設定可能にし、所望する密度の米飯が盛り付けできるようにしてもよい。このとき、入力部６０では、具体的な米飯の高さを設定値として入力するようになっていてもよいが、盛り付けられる米飯の密度を観念的に表す「ふんわり」（低密度）、「ふつう」（中密度）、「しっかり」（高密度）などでもよい。後者の場合には、装置においてこれらの観点的表現に対応付けされた米飯の高さが設定値となる。また、設定値には、数値的な幅があってもよいし、なくてもよい。

ここで、超音波センサＳｓによる測定可能範囲を図２３に示す。図２３において、測定可能範囲は音軸Ｓｓａと一致させて表示している。

図２３（ａ）に示すように、超音波センサＳｓの測定可能範囲が規制孔２１の下端からセンサ位置までに及んでいれば米飯Ｒがどの高さにあっても測定することが可能である。

しかしながら、図２３（ｂ）に示すように、超音波センサＳｓによっては、測定可能範囲が規制孔２１の上下方向に対して限定的なものがある。このような超音波センサＳｓでは、図２４（ａ）（ｂ）に示すように、米飯Ｒの高さが測定可能範囲にあれば測定できる。しかしながら、図２５に示すように、供給部１０から規制孔２１内に米飯Ｒの塊が落下したなどの理由で急激に米飯Ｒが増加して超音波センサＳｓの検出可能最短距離を下回ってしまった場合（図２５（ａ））や、供給部１０からの米飯Ｒの供給が一時的に滞ったなどの理由で規制孔２１内の米飯Ｒが想定以上に減少して超音波センサＳｓの検出可能最長距離を上回ってしまった場合（図２５（ｂ））など、測定可能範囲から外れている場合には、超音波センサＳｓにより米飯Ｒの高さを測定することができない。

このような超音波センサＳｓを用いる場合には、さらにセンサを追加すればよい。つまり、図２６に示すように、光軸Ｓｐａが規制孔２１上を通って水平方向になるように、例えば光学センサ（測定手段）Ｓｐを配置する。このようにすれば、超音波センサＳｓの検出可能最短距離を下回ってしまった場合については、図２７（ａ）に示すように、光学センサＳｐにより米飯Ｒの量を検出することができる。また、超音波センサＳｓの検出可能最長距離を上回ってしまった場合については、図２７（ｂ）に示すように、超音波センサＳｓおよび光学センサＳｐの何れもが米飯Ｒを検出していないことで米飯Ｒの量を検出することができる。

ここで、図２８に示すように、例えば光学センサＳｐを用いて、当該光学センサＳｐの光軸Ｓｐａが規制孔２１内を通って水平になるように配置し、これにより規制孔２１内の米飯Ｒの高さを非接触で測定するようにしてもよい。

但し、このような構造では、規制パネル２２ａおよび外装パネル２３（図３）の一部を切り欠いて光軸Ｓｐａが通る経路を確保しなくてはならない。すると、その切欠部に米飯Ｒが詰まって光軸Ｓｐａを遮るおそれがある。

また、光学センサＳｐの位置は固定されることから、米飯Ｒの高さを測定できるのは米飯Ｒが光学センサＳｐの光軸Ｓｐａの高さに到達したときのみに限定される。よって、米飯Ｒを複数の高さで測定するには、光学センサＳｐを複数個配置する必要がある。例えば、図２８に示すように光学センサＳｐを２個配置した場合には、図２９（ａ）に示すように、米飯Ｒが下側の光学センサＳｐ１の光軸Ｓｐａの高さに到達したとき、および図２９（ｂ）に示すように、米飯Ｒが上側の光学センサＳｐ２の光軸Ｓｐａの高さに到達したときに測定が可能である。しかしながら、図３０（ａ）に示すように、米飯Ｒが規制孔２１内に存在しない場合や、図３０（ｂ）に示すように、米飯Ｒが下側の光学センサＳｐ１の光軸Ｓｐａの高さに到達しないときには、米飯Ｒの高さを測定することができない。

したがって、切欠部に米飯Ｒが詰まるおそれがなく、最小個数のセンサで規制孔２１内の米飯Ｒの高さを測定することができる図２２または図２６に示すセンサレイアウトの方が優れているものと思われる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、ねじ軸２６の回転を阻止するための構造について、本実施の形態では、ねじ軸２６に形成されたピン孔２９ａにピン２９ｂを挿入しているが、ねじ軸２６の外周面を押圧して回転を阻止する構造であってもよい。

具体的には、ねじ軸２６の回転を阻止する阻止機構（阻止手段）の構成要素を、ねじ軸２６の外周面を押圧可能に設けられた押圧部と、回転機構２７が嵌合しているねじ軸２６の押圧部による押圧を解除し、回転機構２７が嵌合していないねじ軸２６を押圧部で押圧する押圧部駆動手段で構成することができる。なお、押圧部と押圧部駆動手段の構造は、本実施の形態のピン２９ｂと挿抜部２９ｃとの構造をそれぞれ適用することなどが考えられる。

さらに、ねじ軸２６の駆動軸２７ｅ側の端部にマイナス溝２６－１が形成され、当該マイナス溝２６－１が回転機構２７の移動方向に向いた位置でねじ軸２６の回転が停止するようになっている場合には、ねじ軸２６の回転を阻止するための阻止機構（阻止手段）に関し、このようにねじ軸２６のピン孔２９ａにピン２９ｂを挿入したり、ねじ軸２６の外周面を押圧したりするのではなく、当該マイナス溝２６－１に嵌合する部材を阻止機構とすることができる。具体的には、図１０に示す突起片２７ｈを、駆動軸２７ｅの両側に長く延びるように形成した構造の阻止機構などが考えられる。なお、ねじ軸２６の駆動軸２７ｅ側の端部に形成されているのが平形部の場合には、当該平形部に嵌合する阻止機構であることはもちろんである。

また、規制パネル２２ａの移動を案内するためのガイド部２４は省略することができる。すなわち、ねじ軸２６が規制パネル２２ａの移動を案内することが可能であるならば、ガイド部２４はなくてもよい。

さらに、本実施の形態においては、規制部材は、四角形の板状体からなる規制パネル２２ａであるが、規制面を備えて規制孔２１を形成することができればよく、四角形の板状体に限定されるものではない。一例を挙げると、上下に伸びた角材からなる部材や、Ｌ字状に屈曲した部材などを規制部材に適用することができる。但し、本実施の形態のように、規制部材を四角形の板状体からなる規制パネル２２ａにした場合には、当該規制パネル２２ａの側面（規制パネル２２ａの規制面２２ａ－１と隣接した側面）が使えるので、隣り合う規制パネル２２ａを大きくずらすことが可能になり、結果的に、形成される規制孔２１の形状の自由度が大きくなる。

そして、回転機構２７とこの回転機構２７を移動させる移動機構２８については、本実施の形態では、図１９（ａ）に示すように、１つの移動機構２８が１つの回転機構２７を移動させる構造となっているが、これに限定されるものではなく、回転機構２７を複数設け、移動機構２８を１台または複数設けた構造を採用することもできる。なお、図１９において、符号Ｌは回転機構２７の移動軌跡を示している。

具体的には、図１９（ｂ）に示すように、回転機構２７を２台横並びで設けて移動機構２８で移動させる構造、図１９（ｃ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの端部と中央部とに設けて移動機構２８で同一方向に移動させる構造、図１９（ｄ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの両端にそれぞれ設けて移動機構２８で相互に接近する方向に移動させる構造、図１９（ｅ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの中央部に２台横並びで設けて移動機構２８で相互に離反する方向に移動させる構造などが考えられる。

また、移動機構２８を移動軌跡Ｌの両端にそれぞれ設ける場合には、図１９（ｆ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの端部と中央部とに設けて各移動機構２８で同一方向に移動させる構造、図１９（ｇ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの両端にそれぞれ設けて各移動機構２８で相互に接近する方向に移動させる構造、図１９（ｈ）に示すように、回転機構２７を移動軌跡Ｌの中央部に２台横並びで設けて各移動機構２８で相互に離反する方向に移動させる構造などが考えられる。

なお、回転機構２７を複数設ければ、同時に複数のねじ軸２６を回転させることができるので、規制孔２１を形成するために要する時間が短縮される。

さらに、前述した規制孔２１内の米飯Ｒの高さを測定するセンサ（超音波センサＳｓ、光学センサＳｐ）は必須ではない。

また、米飯成形部２０の上方に１つのセンサを配置する場合において、超音波センサＳｓまたは光学センサＳｐの何れでもよい。つまり、図２２に示すように、音軸Ｓｓａが垂直方向になるようにして超音波センサＳｓを米飯成形部２０の上方に配置してもよいが、光軸Ｓｐａが垂直方向になるようにして光学センサＳｐを米飯成形部２０の上方に配置してもよい。そして、センサを追加する場合も、超音波センサＳｓまたは光学センサＳｐの何れでもよい。つまり、図２６に示すように、光軸Ｓｐａが規制孔２１上を通って水平方向になるようにして光学センサＳｐを配置してもよいが、音軸Ｓｓａが規制孔２１上を通って水平方向になるようにして超音波センサＳｓを配置してもよい。同様に、図２８において、光学センサＳｐの代わりに超音波センサＳｓを用いてもよい。

なお、超音波センサＳｓや光学センサＳｐの種類については、自由に選択することができることはもちろんである。

以上の説明の米飯成形装置および米飯処理装置では、成形された米飯は、弁当などの容器の米飯盛付部に盛り付けられるが、これに限定されるものではなく、例えば、おむすびや握り寿司用のシャリにも適用可能である。

１０ 供給部（米飯供給装置）
２０ 米飯成形部（米飯成形装置）
２１ 規制孔
２２ 規制ユニット（規制手段）
２２ａ 規制パネル（規制部材）
２２ａ－１ 規制面
２３ 外装パネル
２４ ガイド部（案内手段）
２４ａ 支持プレート
２４ｂ－１ ストッパ
２４ｂ－２ アーム部
２４ｂ ロッド
２４ｃ 保持板
２５ フレームプレート
２６ ねじ軸
２６－１ マイナス溝（第２の嵌合部）
２６ａ ねじ軸保持板
２７ 回転機構（回転手段）
２７ａ 第１のモータ
２７ｂ ブロック
２７ｃ ベース板
２７ｄ 駆動側プーリ
２７ｅ 駆動軸
２７ｅ－１ 平形部（第１の嵌合部）
２７ｆ 従動側プーリ
２７ｇ 無端ベルト
２７ｈ 突起片
２８ 移動機構（移動手段）
２８ａ 第２のモータ
２８ｂ シャフト
２８ｃ 駆動側プーリ
２８ｄ 従動側プーリ
２８ｅ 無端ベルト
２８ｆ ロッド（ガイド部材）
２９ 阻止機構（阻止手段）
２９ａ ピン孔
２９ｂ ピン
２９ｂａ ストッパ
２９ｂ－１ ピンホルダ
２９ｂ－１ａ スリット
２９ｃ 挿抜部
２９ｃａ コイルバネ（バネ部材）
２９ｃｂ 抜去部
２９ｃｂａ 溝
２９ｃｂｂ 突起部
３０ 米飯分割部（米飯分割装置）
３１ シャッタ
３２ 調整部（厚み調整手段）
３２ａ ゲート板
４０ 補助計量部
５０ 搬送コンベア
６０ 入力部
Ｈ ハウジング
Ｌ 移動軌跡
Ｍ 米飯処理装置
Ｒ 米飯
Ｓｓ 超音波センサ（測定手段）
Ｓｓａ 音軸
Ｓｐ 光学センサ（測定手段）
Ｓｐａ 光軸

Claims (24)

1. 上方から供給された米飯を規制孔から下方へ通過させることにより当該米飯の水平断面を所定の形状に成形する米飯成形装置であって、
   相互に並列配置されるとともに形成された規制面の進退方向に往復移動する複数の規制部材からなり、前記規制面の集合で少なくとも前記規制孔の一部を形成する規制手段と、
   それぞれの前記規制部材に対応して設けられ、ねじ結合により前記規制部材を前記規制面の進退方向に往復移動させる複数のねじ軸と、
   前記ねじ軸と選択的に嵌合し、当該ねじ軸を回転させて前記規制部材を移動させる第１のモータを備えた回転手段と、
   前記回転手段を複数の前記規制部材の配列方向に沿って移動させる第２のモータを備えた移動手段と、
   前記移動手段で前記回転手段を間欠的に移動させながら当該回転手段を前記ねじ軸と嵌合させ、複数の前記ねじ軸を回転させて前記規制部材を所定位置に移動させる制御を行う制御手段と、
   を有することを特徴とする米飯成形装置。
2. 前記回転手段は、
   前記第１のモータの回転力を前記ねじ軸に伝達して駆動する駆動軸を備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の米飯成形装置。
3. 前記駆動軸の先端および前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部には、相互に嵌合する第１の嵌合部および第２の嵌合部がそれぞれ形成され、
   前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部とが嵌合して前記第１のモータの回転力がねじ軸に伝達される、
   ことを特徴とする請求項２記載の米飯成形装置。
4. 前記第１の嵌合部および前記第２の嵌合部は、これらの何れか一方がマイナス溝、他方が当該マイナス溝と嵌まり合う平形部であり、
   前記制御手段は、前記マイナス溝および前記平形部が前記回転手段の移動方向に向いた回転位置で停止するように前記第１のモータを制御する、
   ことを特徴とする請求項３記載の米飯成形装置。
5. 前記駆動軸の両側には、前記駆動軸と嵌合する前記ねじ軸の隣に位置する前記ねじ軸の前記マイナス溝と嵌まり合って当該ねじ軸の回転を阻止する突起片が設けられている、
   ことを特徴とする請求項４記載の米飯成形装置。
6. 前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸の回転を阻止する阻止手段をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の米飯成形装置。
7. 前記阻止手段は、
   前記ねじ軸の径方向に延びて形成されたピン孔と、
   前記ピン孔に対して挿抜可能に設けられたピンと、
   前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記ピン孔から前記ピンを抜去し、前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸の前記ピン孔に前記ピンを挿入する挿抜部と、
   を備えることを特徴とする請求項６記載の米飯成形装置。
8. 前記挿抜部は、
   弾発力によって前記ピンを前記ピン孔に挿入するバネ部材と、
   前記回転手段の移動とともに移動可能に設けられ、前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記ピンを前記バネ部材の弾発力に抗して前記ピン孔から抜去する抜去部と、
   を備えることを特徴とする請求項７記載の米飯成形装置。
9. 前記阻止手段は、
   前記ねじ軸の外周面を押圧可能に設けられた押圧部と、
   前記回転手段が嵌合している前記ねじ軸の前記押圧部による押圧を解除し、前記回転手段が嵌合していない前記ねじ軸を前記押圧部で押圧する押圧部駆動手段と、
   を備えることを特徴とする請求項６記載の米飯成形装置。
10. 前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部および前記駆動軸の先端には、これらの何れか一方にマイナス溝が、他方に当該マイナス溝と嵌まり合う平形部がそれぞれ形成され、
    前記制御手段は、前記マイナス溝および前記平形部が前記回転手段の移動方向に向いた位置で前記第１のモータの回転を停止させ、
    前記ねじ軸における前記駆動軸側の端部と嵌まり合って当該ねじ軸の回転を阻止する阻止手段をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項２記載の米飯成形装置。
11. 前記移動手段は、
    前記回転手段の移動方向に沿って配置されるとともに当該回転手段に設けられたブロックを貫通して当該ブロックとねじ結合し、前記第２のモータで回転して前記回転手段を移動させるシャフトと、
    前記回転手段の移動方向に沿って配置され、前記回転手段の移動をガイドするガイド部材と、
    を備えることを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載の米飯成形装置。
12. 前記回転手段は複数設けられ、
    前記移動手段は１または複数設けられて、複数の前記回転手段を相互に同一の方向または相互に異なる方向に移動させる、
    ことを特徴とする請求項１～１１の何れか一項に記載の米飯成形装置。
13. 前記規制面の進退方向に往復移動するように前記規制部材の移動を案内する案内手段をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１～１２の何れか一項に記載の米飯成形装置。
14. 前記規制手段の両側に配置された支持手段をさらに有し、
    前記案内手段は、それぞれの前記規制部材に取り付けられたロッド、および両端が前記支持手段に固定されて前記ロッドが摺動可能に貫通して当該ロッドを保持する保持部材を備える、
    ことを特徴とする請求項１３記載の米飯成形装置。
15. 前記規制手段は、前記規制面が相互に対向するようにして間隔を空けて一対で設けられている、
    ことを特徴とする請求項１～１４の何れか一項に記載の米飯成形装置。
16. 投入された米飯を解しながら下方へ落下供給する米飯供給装置と、
    前記米飯供給装置から供給された米飯を前記規制孔から下方へ通過させて当該米飯の水平断面を所定の形状に成形する請求項１～１５の何れか一項に記載の米飯成形装置と、
    前記米飯成形装置を通過した米飯を所定の厚みに分割して落下させる米飯分割装置と、
    を有することを特徴とする米飯処理装置。
17. 前記米飯分割装置は、
    前記米飯成形装置からの米飯を分割するシャッタと、
    前記シャッタの下方において当該シャッタと所定の間隔を空けて配置され、前記米飯成形装置を通過した米飯の落下経路を開閉する厚み調整手段とを備え、
    前記厚み調整手段を閉鎖位置にして前記米飯成形装置からの米飯を前記シャッタによって所定の厚みに分割し、分割後に前記厚み調整手段を開放位置にして米飯を落下させる、
    ことを特徴とする請求項１６記載の米飯処理装置。
18. 前記厚み調整手段は上下方向に移動可能とされている、
    ことを特徴とする請求項１７記載の米飯処理装置。
19. 前記厚み調整手段を上下方向に移動させる第３のモータを備え、
    前記制御手段は、米飯の設定重量、米飯の比重および前記規制孔の水平方向の断面積で規定される位置に、前記第３のモータを介して前記厚み調整手段を移動させる制御をさらに行う、
    ことを特徴とする請求項１８記載の米飯処理装置。
20. 前記制御手段は、前記規制部材の厚みと、前記規制孔の全開時または全閉時からの複数の前記規制部材の総移動量とに基づいて前記規制孔の水平方向の断面積を求める、
    ことを特徴とする請求項１９記載の米飯処理装置。
21. 前記制御手段は、撮像手段により撮像された前記規制孔の画像に基づいて前記規制孔の水平方向の断面積を求める、
    ことを特徴とする請求項１９記載の米飯処理装置。
22. 前記米飯成形装置の前記規制孔の米飯の高さを非接触で測定する測定手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記測定手段に測定された米飯の高さが所定の設定値となるように前記米飯供給装置を動作制御する、
    ことを特徴とする請求項１６～１９の何れか一項に記載の米飯処理装置。
23. 前記測定手段は、
    音軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された超音波センサ、または光軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された光学センサである、
    ことを特徴とする請求項２２記載の米飯処理装置。
24. 前記測定手段は、
    音軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された超音波センサ、または光軸が垂直方向になるようにして前記米飯成形装置の上方に配置された光学センサと、
    音軸が前記規制孔上を通って水平方向になるように配置された超音波センサ、または光軸が前記規制孔上を通って水平方向になるように配置された光学センサである、
    ことを特徴とする請求項２２記載の米飯処理装置。

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