JP7291989B2 - 米飯供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、米飯供給装置に関し、特に、米飯供給装置に設けられて米飯を撹拌する撹拌手段の動作制御に関するものである。

弁当や丼物等を作る場合、米飯（食材）を弁当箱や椀等の容器に供給するための米飯供給装置が知られている。この米飯供給装置は、貯留部であるホッパ（貯留部）に米飯を貯留しておき、そこから米飯を搬送スクリュ（搬送手段）で適量搬送して計量することにより、一定量の米飯を容器に自動的に供給する装置である。

ここで、米飯供給装置においては、ホッパ内の米飯の滞留を防止するための撹拌羽根（撹拌手段）が備えられたものがある。このような米飯供給装置では、搬送スクリュで米飯を搬送する際に、撹拌羽根が米飯を撹拌しながら搬送スクリュに送ることにより、ホッパ内の米飯を残さずに搬送するようにしている。

なお、撹拌羽根で米飯を撹拌しながら搬送スクリュに送る米飯供給装置については、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１では、搬送スクリュの上部の左右両側に一対の撹拌羽根を配置しており、撹拌羽根を構成する複数の撹拌バーを、搬送方向後方側では相対的に狭い間隔に、搬送方向前方側では相対的に広い間隔にして、螺旋状に設置する技術が開示されている。

特開２００１－２９９２５０号公報

さて、米飯供給装置においては、搬送スクリュによる米飯の搬送が実行されない時間、つまりアイドルタイム（遊休時間）が長いと、ホッパに貯留されている表層の米飯の水分が少なくなって固着気味になってしまう。すると、搬送スクリュによりスムーズに米飯を搬送することができなくなり、米飯の供給時間つまり容器への盛り付け時間が長くなってしまう。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、アイドルタイムが長くなることに伴う米飯の固着を防止することの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供給装置は、米飯が貯留される貯留部と、前記貯留部内の米飯を搬送する搬送手段と、前記貯留部内の米飯を撹拌しながら前記搬送手段へ送る撹拌手段と、前記搬送手段から送られた米飯を計量し、予め設定された重量の米飯を受容部材に供給する計量供給手段と、前記搬送手段による米飯の搬送が実行されない時間を計測する計時手段と、前記計時手段に計測された時間が所定時間に達したならば前記撹拌手段により前記貯留部内の米飯を撹拌させる制御を実行する制御手段と、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供給装置は、請求項１記載の発明において、前記撹拌手段は、前記搬送手段による米飯の搬送方向に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトの回転方向と交差する方向に延びる複数の撹拌棒とからなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、搬送手段による米飯の搬送が実行されない時間が所定時間に達したならば撹拌手段により貯留部内の米飯を撹拌させるようになっているので、アイドルタイムが長くなることに伴う米飯の固着を防止することが可能になる。

本発明の一実施の形態である米飯供給装置を示す斜視図である。 図１の米飯供給装置の上部について上蓋を開いた状態で示す斜視図である。 図１の米飯供給装置の断面図である。 本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め上方から示す斜視図である。 図４から上部ホッパおよびハウジングカバーを取り外して示す斜視図である。 本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して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供給装置のブロック図である。

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供給装置を示す斜視図、図２は図１の米飯供給装置の上部について上蓋を開いた状態で示す斜視図、図３は図１の米飯供給装置の断面図、図４は本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め上方から示す斜視図、図５は図４から上部ホッパおよびハウジングカバーを取り外して示す斜視図、図６は本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め下方から示す斜視図、図７は本発明の一実施の形態である米飯供給装置のブロック図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態の米飯供給装置Ａは、正面板１０および当該正面板１０の背面に位置する背面板１１、ならびにこれら正面板１０および背面板１１の両側に位置する側面板１２を備え、上方に開いた開口部１３が形成された本体部１を有している。また、本体部１には、開口部１３を開閉するための上蓋１４が、蝶番ユニット１５を介して取り付けられている。なお、上蓋１４は、開口部１３を閉鎖したときに外側に位置する外蓋部１４－１と、内側に位置する内蓋部１４－２とで構成されている。

図示するように、正面板１０には、タッチパネル式の表示部１６が備えられている。表示部１６は、操作コマンドを入力したりメッセージ等を表示する画面であり、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成されている。本体部１の背面側には、米飯供給装置Ａの動作制御を行うための制御部（制御手段・残量計測手段（米飯重量計測器）：図７）３０などの様々な電子部品が実装された基板１７（図３）が設置されている。

また、正面板１０の下方には、米飯を盛り付けるときの容器（受容部材）が設置される容器設置部１８が設けられ、正面板１０と容器設置部１８との間には、所定の奥行きおよび高さを有した凹部空間１９が形成されている。この凹部空間１９は容器を収容するに十分な空間となっており、その上方から米飯が落下して容器に供給される。

図２および図３に示すように、前述した開口部１３内には、当該開口部１３から投入された米飯が貯留されるホッパ（貯留部）２０が設置されている。また、図３に示すように、ホッパ２０の底面付近には、米飯を搬送（図３においては、図面右側から斜め左上側に搬送）するための搬送スクリュ（搬送手段）２１、およびホッパ２０内の米飯を撹拌しながら搬送スクリュ２１へ送る撹拌羽根（撹拌手段）２５が設けられている。

搬送スクリュ２１における米飯の搬送方向の下流側には、搬送スクリュ２１の回転によりホッパ２０内を搬送された米飯を解すように取り崩して落下させるドラム型で外周に多数の爪２２ａが設けられた解しローラ（解し手段）２２が配置されている。さらに、解しローラ２２の直下には、当該解しローラ２２から落下した米飯の落下経路を開閉する一対のシャッタ（計量供給手段の一部）２３が備えられている。

解しローラ２２の回転軸は搬送スクリュ２１の回転軸と直交するような位置関係になっている。これにより、ホッパ２０に貯留された米飯は、ホッパ２０に設けられた搬送スクリュ２１の回転により解しローラ２２へと搬送される。そして、解しローラ２２に搬送された米飯は、当該解しローラ２２の回転に伴う爪２２ａの働きにより、解されながら落下する。

また、シャッタ２３は、前述した解しローラ２２によって落下する米飯の落下経路上に位置している。このシャッタ２３は、米飯が蓄積可能に下方に膨らんだ形状となっており、下方に向けて開閉可能になった一対の部材で形成されている。そして、容器に米飯を供給する際にはシャッタ２３が開き、供給を停止する際に閉じることにより、米飯の容器への供給動作と供給停止動作とが行われる。

図４～図６に詳しく示すように、ホッパ２０は、上端および下端が開口した上部ホッパ２０ａと、上部ホッパ２０ａの下端の開口に嵌め込まれてホッパ２０の底面を形成する下部ホッパ２０ｂとで構成されている。

上部ホッパ２０ａには、上方より下方へ向かって徐々に狭く形成されており、これによって上端が広口の開口とされるとともに、下端が狭口の開口とされている。

下部ホッパ２０ｂに形成された略半円形の収容溝２０ｂ－１内には、前述した搬送スクリュ２１が設置されている。搬送スクリュ２１は、米飯の搬送方向に沿って延びる搬送軸２１ａと、この搬送軸２１ａの回りに設けられてホッパ２０内の米飯を解しローラ２２へと搬送する螺旋状のスクリュ２１ｂとで構成されている。そして、搬送軸２１ａの一方の端部（解しローラ２２と反対側の端部）は下部ホッパ２０ｂの外部へ突出しており、当該突出端には減速機２６を構成するギア２６ａが取り付けられている。

前述した撹拌羽根２５は、搬送スクリュ２１と並列に設置されている。撹拌羽根２５は、搬送スクリュ２１による米飯の搬送方向に沿って配置されたシャフト２５ａと、シャフト２５ａの回転方向と交差する方向に延びるとともに相互に間隔を空けて設けられた複数の撹拌棒２５ｂとで構成されている。そして、シャフト２５ａの一方の端部（解しローラ２２と反対側の端部）も下部ホッパ２０ｂの外部へ突出しており、同様に、突出端には減速機２７を構成するギア２７ａが取り付けられている。

なお、撹拌羽根２５の構造は本実施の形態に示すものには限定されない。但し、本実施の形態の撹拌羽根２５によれば、撹拌棒２５ｂで切られるように米飯が撹拌されるので、米粒が潰れて食感が損なわれることがない。

搬送軸２１ａに取り付けられたギア２６ａを含む減速機２６、およびシャフト２５ａに取り付けられたギア２７ａを含む減速機２７は、共にハウジング２８内に格納されている。また、ハウジング２８の裏側には、搬送スクリュ２１を回転駆動するための搬送用モータＭ１、および撹拌羽根２５を回転駆動するための撹拌用モータＭ２がそれぞれ固定されている。そして、搬送用モータＭ１の出力軸には減速機２６を構成するギア２６ｂが、撹拌用モータＭ２の出力軸には減速機２７を構成するギア２７ｂが、それぞれ取り付けられている。これにより、搬送用モータＭ１の回転力は、ギア２６ｂから中継用のギア２６ｃを介してギア２６ａに伝達され、搬送スクリュ２１を回転させる。また、撹拌用モータＭ２の回転力は、ギア２７ｂから中継用のギア２７ｃを介してギア２７ａに伝達され、撹拌羽根２５を回転させる。

なお、ハウジング２８の前面は、減速機２６，２７を保護するとともに、これらの減速機２６，２７の回転軸を支持するためのハウジングカバー２８ａで覆われている。

そして、搬送スクリュ２１を回転駆動するための搬送用モータＭ１とは別に撹拌羽根２５を回転駆動するために撹拌用モータＭ２が設けられているので、撹拌羽根２５は搬送スクリュ２１とは独立して回転が可能となっている。したがって、米飯を搬送する方向である第１の方向ｒ１にしか回転しない搬送スクリュ２１に対して、撹拌羽根２５は、第１の方向ｒ１のみならず、これとは逆の第２の方向ｒ２に対しても回転可能になっており、そのときの回転速度についても、搬送スクリュ２１とは独立して設定が可能になっている。

ここで、図３に示すように、撹拌羽根２５のシャフト２５ａは、搬送スクリュ２１のスクリュ２１ｂの上端よりも高い位置に設置されている。また、前述した搬送スクリュ２１の収容溝２０ｂ－１は、撹拌羽根２５が設置された部分のホッパ２０の底面（ほぼ平坦になった底面）から見て落ち込むような形状になっている。したがって、ホッパ２０内の米飯は、撹拌羽根２５が第１の方向ｒ１に回転すると、シャフト２５ａを乗り越えるようにして、撹拌されながら搬送スクリュ２１へと送られる。また、第２の方向ｒ２に回転すると、シャフト２５ａとホッパ２０の底面との間を通り抜けるようにして、撹拌されながら搬送スクリュ２１へと送られる。

さて、図３において、米飯供給装置Ａは、シャッタ２３に蓄積された米飯（つまり、容器設置部１８に載置された容器に供給されることになる米飯）の計量を行う計量器（計量供給手段の一部）２４を備えている。

計量器２４には、荷重を電気信号に変換するロードセルが用いられている。そして、閉鎖位置にあるシャッタ２３に蓄積された米飯の計量値（計量器２４による計量値）が目標計量値に到達する直前に搬送スクリュ２１および解しローラ２２の回転動作が停止し、最終的に目標計量値に到達したときにシャッタ２３が開放位置になって米飯が容器に落下供給される。

装置底面の４箇所に取り付けられた脚部２９には、荷重を電気信号に変換するロードセル（図７）３１が設けられており、各ロードセル３１で計測された重量を合計すると米飯供給装置Ａの総重量が求められる。したがって、ホッパ２０に米飯を貯留していない状態での装置重量を予め登録しておけば、制御部３０において、当該装置重量と４つのロードセル３１の合計で得られた装置重量（ホッパ２０に米飯を貯留した状態での装置重量）との差を求めることにより、ホッパ２０内の米飯の重量、つまり米飯の残量が計測される。

したがって、制御部３０は、ホッパ２０内の米飯の残量を計測する米飯重量計測器（残量計測手段）として機能する。

なお、ホッパ２０内の米飯の重量は、本実施の形態のように脚部２９に設置されたロードセル３１により測定された装置重量から米飯を貯留していない装置重量を引いて求めることに限定されるものではない。例えば、ホッパ２０の重量計測器を設置しておき、計測値からホッパ２０の重量を引いて米飯の残量を求めるようにしてもよい。

以上のような構成を有する米飯供給装置Ａのブロック図を図７に示す。

図示するように、本実施の形態の米飯供給装置Ａは、装置の動作制御を行う制御部３０を備えており、前述した表示部１６、計量器２４、ロードセル３１、搬送用モータＭ１、撹拌用モータＭ２の他に、搬送スクリュ２１による米飯の搬送が実行されない時間であるアイドルタイム（遊休時間）を計測するためのタイマ（計時手段）３２、解しローラ２２を回転駆動するための解し用モータＭ３、シャッタ２３の開閉させるためのシャッタ用電磁弁Ｓなどを備えている。

そして、制御部３０は、タイマ３２に計測されたアイドルタイムが所定時間に達したならば、撹拌用モータＭ２を回転させる制御を行うようになっている。

例えば、アイドルタイムが３０分に達したならば、制御部３０は、撹拌用モータＭ２のみを回転させて、例えば撹拌羽根２５を６ｒｐｍで５～６秒間回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させる。そして、アイドルタイムが継続する限り、例えば３０分毎に撹拌用モータＭ２のみを回転させる。なお、その際の撹拌羽根２５の回転方向は、第１の方向ｒ１あるいは第２の方向ｒ２だけでもよいが、第１の方向ｒ１と第２の方向ｒ２とに交互に回転させるようにしてもよい。そしてこのような撹拌羽根２５の回転は、ホッパ２０内の米飯残量とは無関係に行われる。

また、制御部３０は、計測されたホッパ２０内の米飯の残量が多いときよりも少ないときの方が、搬送スクリュ２１により米飯が搬送されるときの撹拌羽根２５の回転速度が速くなるように撹拌用モータＭ２の回転の制御を行うようになっている。

例えば、ホッパ２０内の米飯の最大投入可能重量が５ｋｇである場合、ホッパ２０内の米飯残量が２ｋｇになるまでは、撹拌羽根２５を６ｒｐｍで第１の方向ｒ１に回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させながら搬送スクリュ２１に送る。そして、ホッパ２０内の米飯残量が２ｋｇ以下になったならば、撹拌羽根２５を２０ｒｐｍで第１の方向ｒ１または第２の方向ｒ２に回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させながら搬送スクリュ２１に送る。但し、ここで述べた回転方向は一例であり、特に限定されるものではない。なお、本実施の形態において、搬送スクリュ２１は、米飯残量の多少にかかわらず、第１の方向に６０ｒｐｍで回転する。

次に、本実施の形態の米飯供給装置Ａにおける米飯の供給動作の概略について説明する。

先ず、上蓋１４を開いておいて、炊き上がった米飯をホッパ２０に投入する。その後、上蓋１４を閉めてタッチパネル式の表示部１６で所定の盛付ボタンを押す。容器設置部１８に容器を設置すると、図示しないセンサが容器の設置を検出して搬送スクリュ２１、撹拌羽根２５および解しローラ２２が回転を開始し、閉鎖位置にあるシャッタ２３内に米飯が蓄積されていく。このとき、シャッタ２３に蓄積された米飯の重量は計量器２４によって逐次計測される。そして、前述のように、計測値が目標値に到達する直前に搬送スクリュ２１、撹拌羽根２５および解しローラ２２の回転動作が停止し、最終的に目標値に到達したときにシャッタ２３が開放位置になって米飯が容器に落下供給される。

ここで、米飯供給装置Ａにおいて、アイドルタイムが長くなると、ホッパ２０に貯留されている表層の米飯の水分が少なくなって固着気味になってしまう。すると、搬送スクリュ２１により米飯の搬送を行ったときに米飯が搬送スクリュ２１の回転に沿って動きにくくなり、結果的にスムーズに米飯を搬送することができなくなる。

この点に関して、本実施の形態の米飯供給装置Ａでは、前述のように、制御部３０による制御の下、タイマ３２に計測されたアイドルタイムが所定時間に達したならば、撹拌用モータＭ２が回転するようになっている。

具体的には、タイマ３２に計測されたアイドルタイムが例えば３０分に達したならば、撹拌用モータＭ２が回転し、撹拌羽根２５を６ｒｐｍで５～６秒間回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させる。

このような撹拌羽根２５の回転により米飯が解されるので、アイドルタイムが長くなることに伴うホッパ２０内の米飯の固着を防止することが可能になる。これにより、アイドルタイムが長くなっても搬送スクリュ２１により米飯をスムーズに搬送することができ、米飯の容器への盛り付け時間が長くなることがなくなる。

また、ホッパ２０内の米飯が容器に落下供給されて残量が徐々に減少するが、米飯供給装置Ａにおいては、前述した米飯重量計測器としての制御部３０により常に米飯残量が計測されている。すなわち、ホッパ２０に米飯を貯留していない状態での装置重量と米飯重量計測器で得られた装置重量（ホッパ２０に米飯を貯留した状態での装置重量）との差から、ホッパ２０内の米飯の残量が計測されている。

そして、ホッパ２０内に貯留されている米飯の残量が少なくなると、撹拌羽根２５により搬送スクリュ２１へ送られる米飯の量が少なくなる。そのために、設定量の米飯を搬送スクリュ２１で搬送するのに時間がかかってしまって搬送効率が低下することになる。

この点に関しても、本実施の形態の米飯供給装置Ａでは、前述のように、制御部３０による制御の下、ホッパ２０内の米飯の残量が多いときよりも少ないときの方が、搬送スクリュ２１により米飯が搬送されるときの撹拌羽根２５の回転速度が速くなるように撹拌用モータＭ２が回転するようになっている。

具体的には、ホッパ２０内の米飯残量が最大の５ｋｇから徐々に減少して２ｋｇになるまでは、撹拌羽根２５を６ｒｐｍで第１の方向ｒ１に回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させながら搬送スクリュ２１に送る。そして、ホッパ２０内の米飯残量が２ｋｇ以下になったならば、撹拌羽根２５をそれまでの回転速度で回転させていたのでは、搬送スクリュ２１に送られる米飯の量が少なくなるので、回転速度を上げて２０ｒｐｍで第１の方向ｒ１または第２の方向ｒ２に回転させてホッパ２０内の米飯を撹拌させながら搬送スクリュ２１に送る。

このように米飯の残量が少なくなったならば撹拌羽根２５の回転速度を上げて積極的に米飯を搬送スクリュ２１に送っているので、ホッパ２０内に貯留されている米飯の残量が少なくなることに伴う搬送スクリュ２１における米飯の搬送効率の低下が防止される。これにより、ホッパ２０内の米飯が少なくなっても、米飯の容器への盛り付け時間が長くなることがなくなる。

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、以上の説明では、残量計測手段として米飯重量計測器が用いられており、ホッパ２０内の米飯の残量を米飯の重量から求めていたが、これに限定されるものではない。すなわち、ホッパ２０内の米飯の高さ位置を検知するセンサ（光学センサなど）を設置し、ホッパ２０内の米飯の残量を重量ではなく米飯の高さから求めるようにしてもよい。

また、以上の説明において示された様々な数値（アイドルタイムにおける撹拌羽根２５の回転開始時間の３０分や回転継続時間の５～６秒、撹拌羽根２５の回転数の６ｒｐｍやや２０ｒｐｍ、ホッパ２０における米飯の最大投入可能重量の５ｋｇ、撹拌羽根２５の回転数を上げる際のホッパ２０内の米飯残量である２ｋｇ、搬送スクリュ２１の回転数の６０ｒｐｍなど）は何れも一例に過ぎず、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。

また、以上の説明では、ホッパ２０内の米飯の残量に応じた撹拌羽根２５の速度制御では、撹拌羽根２５の回転速度を２種類に制御していたが、米飯の残量をさらに細かく区切って３種類以上に制御するようにしてもよい。

そして、前述した実施の形態の米飯供給装置Ａにおいては、食材受容部の一例として容器が示されているが、容器に限定されるものではなく、例えば落下した米飯を所定の形状に成形するための成形型などであってもよい。

以上の説明では、シャッタに蓄積される米飯の重量を計測するいわゆる上計量の米飯供給装置が示されているが、容器設置部に載置された容器に落下供給される米飯の重量を計測するいわゆる下計量の米飯供給装置であってもよい。

１ 本体部
２０ ホッパ（貯留部）
２１ 搬送スクリュ（搬送手段）
２１ａ 搬送軸
２１ｂ スクリュ
２２ 解しローラ（解し手段）
２２ａ 爪
２３ シャッタ（計量供給手段の一部）
２４ 計量器（計量供給手段の一部）
２５ 撹拌羽根（撹拌手段）
２５ａ シャフト
２５ｂ 撹拌棒
２６ 減速機
２７ 減速機
２８ ハウジング
２８ａ ハウジングカバー
２９ 脚部
３０ 制御部（制御手段・残量計測手段（米飯重量計測器））
３１ ロードセル
３２ タイマ（計時手段）
Ａ 米飯供給装置
Ｍ１ 搬送用モータ
Ｍ２ 撹拌用モータ
ｒ１ 第１の方向
ｒ２ 第２の方向

Claims (2)

1. 米飯が貯留される貯留部と、
   前記貯留部内の米飯を搬送する搬送手段と、
   前記貯留部内の米飯を撹拌しながら前記搬送手段へ送る撹拌手段と、
   前記搬送手段から送られた米飯を計量し、予め設定された重量の米飯を受容部材に供給する計量供給手段と、
   前記搬送手段による米飯の搬送が実行されない時間を計測する計時手段と、
   前記計時手段に計測された時間が所定時間に達したならば前記撹拌手段により前記貯留部内の米飯を撹拌させる制御を実行する制御手段と、
   を有することを特徴とする米飯供給装置。
2. 前記撹拌手段は、
   前記搬送手段による米飯の搬送方向に沿って配置されたシャフトと、
   前記シャフトの回転方向と交差する方向に延びる複数の撹拌棒とからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の米飯供給装置。

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