JP7378194B2 - 食材処理装置および食材処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、食材処理装置および食材処理方法に関し、特に容器に投入された食材の重量に関するものである。
食品工場や店舗などにおいては、容器(弁当容器)に対して米飯供給装置により所定重量の米飯(食材)が投入され搬送コンベアに送られ、搬送コンベア上で作業者によりおかずが盛り付けられている。
なお、トレイ状の弁当容器に所定重量の米飯を投入する装置として、例えば特許文献1(特開2018-174866号公報)が知られている。この特許文献1では、米飯の投入された容器の重量チェックを行って振り分けをし、重量が所定範囲外となった製品(NG品)を正規ラインから外す技術が記載されている。
特開2018-174866号公報
しかしながら、前述した特許文献1に記載の技術によれば、NG品を保管しておくためのスペースが必要になる。特に、容器のサイズが大きい場合には、非常に広いスペースが必要になってしまう。
また、NG品については、米飯を米飯供給装置に戻すか、廃棄しなければならず、前者の場合には時間が無駄になって生産効率が低下し、後者の場合にはそれに加えて米飯自体が無駄になってしまう。
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、容器に投入された時点での食材の重量が所定範囲外であっても生産効率が低下したり食材を廃棄することのない食材処理装置および食材処理方法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に記載の発明に係る食材処理装置は、設定重量値を目標とした食材の投入された容器の重量を計測する重量計測手段と、前記重量計測手段の容器搬送方向下流に設けられ、前記容器の姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、前記姿勢変更手段の容器搬送方向下流に設けられ、当該姿勢変更手段で設定された姿勢で前記容器を搬送する搬送コンベアと、前記容器が前記重量計測手段の計測結果に応じた姿勢となるように前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明に係る食材処理装置は、上記請求項1記載の発明において、前記制御手段は、前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲内のときには前記容器が第1の姿勢になり、前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲外のときには前記容器が前記第1の姿勢以外の姿勢になるように前記姿勢変更手段を制御する、ことを特徴とする。
請求項3に記載の発明に係る食材処理装置は、上記請求項2記載の発明において、前記第1の姿勢以外の姿勢は、前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲に対して不足である場合の第2の姿勢、および前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲に対して過多である場合の第3の姿勢の少なくとも何れかの姿勢である、ことを特徴とする。
請求項4に記載の発明に係る食材処理装置は、上記請求項1~3の何れか一項に記載の発明において、前記姿勢変更手段は、前記容器を旋回させて姿勢を変更する旋回装置である、ことを特徴とする。
請求項5に記載の発明に係る食材処理装置は、上記請求項1~3の何れか一項に記載の発明において、前記姿勢変更手段は、前記容器を搬送方向と交差する方向にずらして前記搬送コンベアにおける幅方向での搭載位置を変更するプッシャ装置である、ことを特徴とする。
請求項6に記載の発明に係る食材処理装置は、上記請求項1~5の何れか一項に記載の発明において、前記食材は米飯であり、前記容器は米飯とおかずとが盛り付け可能になった弁当容器である、ことを特徴とする。
上記課題を解決するため、請求項7に記載の発明に係る食材処理方法は、食材の投入された容器の重量を計測する重量計測工程と、前記重量計測工程で計測された前記容器の重量が所定範囲内か否かを判断する判断工程と、前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲内と判断されたときには当該容器を第1の姿勢にし、前記容器の重量が所定範囲外と判断されたときには当該容器を第1の姿勢以外の姿勢にする姿勢変更工程と、前記姿勢変更工程で設定された姿勢で前記容器を搬送コンベアで搬送する搬送工程と、を有することを特徴とする。
請求項8に記載の発明に係る食材処理方法は、上記請求項7記載の発明において、前記第1の姿勢以外の姿勢は、前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲に対して不足である場合の第2の姿勢、および前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲に対して過多である場合の第3の姿勢の少なくとも何れかの姿勢である、ことを特徴とする。
請求項9に記載の発明に係る食材処理方法は、上記請求項7または8記載の発明において、前記姿勢変更工程では、前記容器を旋回させて姿勢を変更する、ことを特徴とする。
請求項10に記載の発明に係る食材処理方法は、上記請求項7または8記載の発明において、前記姿勢変更工程では、前記容器の前記搬送コンベアにおける幅方向での搭載位置を移動させて姿勢を変更する、ことを特徴とする。
重量計測手段の計測結果に応じた姿勢で容器が搬送コンベア上を流れるので、重量計測結果が容器の姿勢により一目で判別することができる。したがって、容器の姿勢を見て容器に投入された米飯の量を加減することが可能になるので、容器に投入された時点での食材の重量が所定範囲外であっても生産効率が低下したり食材を廃棄することがなくなる。
本発明の一実施の形態に係る食材処理装置を示す説明図である。 図1の食材処理装置を構成する旋回装置における旋回機構を弁当容器とともに示す斜視図である。 図2の旋回装置により弁当容器を旋回させた状態を示す斜視図である。 本実施の形態の食材処理装置における弁当容器の向きと重量計測結果との対応関係を示す図である。 本実施の形態の食材処理装置における弁当容器への米飯投入から搬送コンベアでの搬送までの流れを示すフローチャートである。 本実施の形態の食材処理装置における変形例としての弁当容器の向きと米飯の重量計測結果との対応関係を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る食材処理装置の変形例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に係る食材処理装置を示す説明図、図2は図1の食材処理装置を構成する旋回装置における旋回機構を弁当容器とともに示す斜視図、図3は図2の旋回装置により弁当容器を旋回させた状態を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施の形態の食材処理装置Mには、米飯(食材)Rをトレイ状の弁当容器(容器)Bに投入してその重量を計測する米飯投入装置10が設けられ、その容器搬送方向下流(以下、単に「下流」という。)には、弁当容器Bを旋回させて姿勢を変更することが可能な旋回装置(姿勢変更手段)20が設けられている。さらに、旋回装置20の下流には、旋回装置20を通った弁当容器Bを次工程へと搬送するための搬送コンベア30が設置されている。米飯投入装置10は、設定重量値を目標とした米飯Rを計量して弁当容器Bに投入する米飯投入部11と、米飯Rの投入された弁当容器Bの重量を計測するロードセル(重量計測手段)12とを備えている。
ここで、本実施の形態においては、矩形のトレイ状になって米飯盛付領域とおかず盛付領域とに区画さた弁当容器Bが用いられている。但し、用いられる容器は本実施の形態に示すものに限定されるものではなく、様々な形状のものが適用可能である。
なお、米飯投入部11の構成は、米飯Rを計量して弁当容器Bに投入することができる機能を有している限り、特に限定されるものではない。例えば、左右で一対となった回転するローラ対が上下方向に複数段配置されて米飯Rを下方へと送りながら計量して弁当容器Bに投入する構成や、計量機能を有するカップに目標重量まで米飯Rを蓄積して弁当容器Bに投入する構成など、様々な構成を採用することができる。
さらに、米飯投入部11を設けることなく、作業者が手作業で弁当容器Bに米飯Rを盛り付けて重量計測手段としての電子はかりなどで重量計測するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、米飯投入装置10と旋回装置20との間に搬送コンベア31が設けられているが、例えばアーム機構を用いて、米飯投入装置10から旋回装置20へ弁当容器Bを受け渡すようにしてもよい。
図1において、食材処理装置Mには、さらに入力部40および制御部(制御手段)50が設けられている。制御部50は、弁当容器Bに投入する米飯Rの重量や米飯Rを投入する弁当容器Bの個数などを設定するための機能部である。また、制御部50は、食材処理装置Mの全体動作を制御する。この制御部50には、入力部40の設定内容や前述したロードセル12による重量計測値などが送信されており、これらに基づいて米飯投入部11や旋回装置20に対して動作指令が行われる。
図2および図3に示すように、旋回装置20は、昇降可能且つ平面視で時計回りおよび反時計回りに回転可能になっている。そして、上方の待機位置から下降してトレイ状の弁当容器Bの両側を垂直プレート21で挟み、そのまま時計回りあるいは反時計回りに回転して弁当容器Bを旋回させて姿勢を変更させるようになってい。なお、弁当容器Bを旋回させた後は、上昇して待機位置に戻る。
図2および図3に示す場合には、旋回装置20の下方には搬送コンベア32が設けられている。この搬送コンベア32によって、上流の米飯投入装置10からの弁当容器Bの取り込みと下流の搬送コンベア30への弁当容器Bの送り込みが行われるようになっている。なお、旋回装置20が弁当容器Bを旋回するときには、搬送コンベア32は停止する。但し、搬送コンベア32に代えて例えば平坦なステージを設置するとともに旋回装置20が搬送方向に往復移動できるようにし、旋回装置20で弁当容器Bの取り込みと送り込みとが行えるようにしてもよい。
さて、本実施の形態の食材処理装置Mにおいては、米飯Rの投入された弁当容器Bの重量を計測したロードセル12の計測値を受けた制御部50が、弁当容器Bの姿勢を重量の計測結果に応じた姿勢となるように旋回装置20を制御している。
すなわち、図4に示すように、米飯Rの投入された弁当容器Bの計測重量の範囲が設定重量値に対して±10g(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で190~210g)の場合には、良品(OK)と判定して、矩形の弁当容器Bの長辺が搬送方向(図4にて示す弁当容器Bの直下の矢印で示す方向)を向いた姿勢(第1の姿勢)になるように旋回装置20を制御している。なお、本実施の形態では、弁当容器Bは長辺が搬送方向を向いた姿勢で米飯投入装置10から旋回装置20に取り込まれるようになっている。したがって、良品(OK)の場合には、旋回装置20により弁当容器Bを旋回させることなくそのままの姿勢で搬送コンベア30に送り込まれる。
また、設定重量値に対して-10未満あるいは+10g超の場合には、不良品と判定して、弁当容器Bが第1の姿勢以外の姿勢になるように旋回装置20を制御している。
すなわち、設定重量値に対して-10g未満(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で~190g)の場合には、不良品(不足NG)と判定して、弁当容器Bを反時計回りに90°旋回させ、矩形の弁当容器Bの短辺が搬送方向を向き、搬送方向を向いたときに米飯Rが右側にくる姿勢(第2の姿勢)となるように旋回装置20を制御している。したがって、不良品(不足NG)の場合には、弁当容器Bはこの第2の姿勢で搬送コンベア30に送り込まれる。
一方、設定重量値に対して+10g超(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で210g~)の場合には、不良品(過多NG)と判定して、弁当容器Bを時計回りに90°旋回させ、矩形の弁当容器Bの短辺が搬送方向を向き、搬送方向を向いたときに米飯Rが左側にくる姿勢(第3の姿勢)となるように旋回装置20を制御している。したがって、不良品(過多NG)の場合には、弁当容器Bはこの第3の姿勢で搬送コンベア30に送り込まれる。
次に、このような構成を有する食材処理装置Mの動作について、図5を用いて説明する。
先ず、米飯投入部11において、弁当容器Bに米飯Rを投入する(ステップS1)。
次に、米飯Rの投入された弁当容器Bの重量をロードセル12で計測する(ステップS2:重量計測工程)。
続いて、制御部50において、重量計測工程で計測された弁当容器Bの重量(計測値)が所定範囲内か否か、つまり設定重量値に対して±10gか否かを判断する(ステップS3:判断工程)。
そして、ステップS3において計測値が設定重量値に対して±10gと判断したときには、弁当容器Bを第1の姿勢に設定し(ステップS4:姿勢変更工程)、その姿勢で弁当容器Bを搬送コンベア30で搬送する(ステップS5:搬送工程)。すなわち、旋回装置20では弁当容器Bを旋回することなく、そのままを搬送コンベア30で搬送する。
また、ステップS3において計測値が設定重量値に対して-10g未満と判断したときには、弁当容器Bを第2の姿勢に設定し(ステップS6:姿勢変更工程)、その姿勢で弁当容器Bを搬送コンベア30で搬送する(ステップS5:搬送工程)。すなわち、旋回装置20によって弁当容器Bを反時計回りに90°旋回した上で搬送コンベア30で搬送する。
そして、ステップS3において計測値が設定重量値に対して+10g超と判断したときには、弁当容器Bを第3の姿勢に設定し(ステップS7:姿勢変更工程)、その姿勢で弁当容器Bを搬送コンベア30で搬送する(ステップS5:搬送工程)。すなわち、旋回装置20によって弁当容器Bを時計回りに90°旋回した上で搬送コンベア30で搬送する。
さて、弁当容器Bはロードセル12の計測結果に応じた姿勢、つまり良品、不良品に応じた姿勢(第1~第3の姿勢)で搬送コンベア30上を流れて次工程(おかずの盛付工程)へと搬送される。すると、図1に示すように、作業者Pから見ると、搬送コンベア30上のどの弁当容器Bの米飯重量が設定重量値に対して±10gとなった良品(第1の姿勢の弁当容器B)で、どの弁当容器Bの米飯重量が設定重量値に対して-10g未満の不良品(第2の姿勢の弁当容器B)で、どの弁当容器Bの米飯重量が設定重量値に対して+10g超の不良品(第3の姿勢の弁当容器B)かを、弁当容器Bの姿勢により一目で判別することが可能になる。
ここで、弁当容器Bに投入された米飯Rは、米飯投入部11で計量して投入されたり、あるいは作業者が電子はかりなどで計量しながら盛り付けられているために、重量の過不足があったとしても、設定重量値から大幅に外れていることはなく、±5g程度であると考えられる。したがって、不良品(過多NG・不足NG)と判定された場合であっても、不足分あるいは過多分の米飯Rとして例えば5g程度を調整するだけで良品(OK)にすることができる。なお、例えば5gの重量不足の場合(計測重量が185g)を想定すると、5gを追加した場合には190gとなって辛うじて良品となる。そこで、本実施の形態では、調整重量を10gとしている。
以上のことから、作業者Pにより、搬送コンベア30上を第2の姿勢で流れる弁当容器Bに対しては米飯Rを10g加え、第3の姿勢で流れる弁当容器Bに対しては米飯Rを10g取り除くようにする。これにより、米飯重量の過不足で不良品となった弁当容器Bを、米飯重量が所定範囲内(ここでは、設定重量の±10g)に収まった良品にすることができる。
これにより、弁当容器Bに投入された時点での米飯Rの重量が所定範囲外(ここでは、設定重量値に対して-10g未満または+10g超)であっても生産効率が低下したり米飯Rを廃棄することがなくなる。
さて、以上の説明では、米飯Rの投入された弁当容器Bの計測重量の範囲が設定重量値に対して±10gの場合に良品(OK)、設定重量値に対して-10g未満の場合に不良品(不足NG)、設定重量値に対して+10g超の場合に不良品(過多NG)と判定しているが(図4参照)、不足NGや過多NGとなる不良品の重量区分は複数段階に設定してもよい。
一例を挙げると、図6に示すように、米飯Rの投入された弁当容器Bの計測重量の範囲が設定重量値に対して-10g未満~-20g超(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で180~190g)の場合に不良品(不足NG)、設定重量値に対して-20g以下(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で~180g)の場合に不良品(不足NG)、設定重量値に対して+10g超~+20g未満(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で210~220g)の場合に不良品(過多NG)、設定重量値に対して+20g以上(設定重量値200gを基準とした場合の重量範囲で220g~)の場合に不良品(過多NG)と設定してもよい。
この場合、旋回装置20では、各不良品の区別をつけるために、例えば次のように弁当容器Bを旋回させる。すなわち、設定重量値に対して-10g未満~-20g超の不良品(不足NG)の場合には弁当容器Bを反時計回りに45°旋回させ、設定重量値に対して-20g以下の不良品(不足NG)の場合には弁当容器Bを反時計回りに90°旋回させる。また、設定重量値に対して+10g超~+20g未満の不良品(過多NG)の場合には弁当容器Bを時計回りに45°旋回させ、設定重量値に対して+20g以上の不良品(過多NG)の場合には弁当容器Bを時計回りに90°旋回させる。
また、以上の説明では、弁当容器Bの姿勢の変更は旋回装置20により弁当容器Bを旋回させることで行っていたが、これに限定されるものではなく、搬送コンベア30上において弁当容器Bが良品か不良品の区別がつくような姿勢であれば足りる。
一例を挙げると、図7に示すように、旋回装置20に代えて、弁当容器Bを搬送方向と交差する方向にずらして搬送コンベア30における幅方向での搭載位置を変更するプッシャ装置(姿勢変更手段)60を設けるようにしてもよい。図7に示す場合、搬送コンベア30の幅方向の中央に位置する弁当容器B(第1の姿勢)が良品(OK)、搬送方向を向いたときに搬送コンベア30の幅方向の右側に位置する弁当容器B(第2の姿勢)が不良品(不足NG)、左側に位置する弁当容器B(第3の姿勢)が不良品(過多NG)となっている。
このように、弁当容器Bを搬送方向と交差する方向にずらして姿勢を異ならせて良品、不良品の区別をつけるようにすると、弁当容器Bを旋回させる場合に比べて搬送コンベア30の幅が広くなってしまう。しかしながら、良品、不良品にかかわらず弁当容器Bの向きが同一となるので、次工程でのおかずの盛り付け時において、旋回させたときのように弁当容器Bがどちらを向いているかを考慮することなく作業を行うことができる。また、弁当容器Bが例えば丼形状などのように旋回では良品、不良品を区別可能なように姿勢の異ならせることができない場合に、このようなずらす方式は有用である。
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。
たとえば、本実施の形態では、米飯Rの投入された弁当容器Bの計測値が設定重量値の±10gを下回ったときと上回ったときの双方の場合について、設定重量値の±10gのときと弁当容器Bの姿勢を変更していたが、何れか一方の場合(例えば、下回ったとき)だけ変更するようにし、もう一方の場合(例えば、上回ったとき)には設定重量値の±10gのときと弁当容器Bの姿勢を同じになるようにしてもよい。この場合、第1の姿勢以外の姿勢は、第2の姿勢または第3の姿勢の何れか一方だけになる。
また、本実施の形態では、ロードセル12は米飯投入装置10の構成要素となっているが、旋回装置20に取り込まれた弁当容器Bが搭載される搬送コンベア32やステージなどにロードセル12を設置し、旋回装置20で重量計測と旋回とを行うようにしてもよい。
さらに、本実施の形態において示した弁当容器Bの良品、不良品での姿勢は一例に過ぎず、どのような姿勢にするかは自由に設定することができる。また、本実施の形態で説明した米飯重量に関する様々な数値は一例である。よって、本発明がこれらの数値や姿勢に限定されないことはもちろんである。なお、米飯Rの投入された弁当容器Bの計測重量は、弁当容器Bの重量を含んだ重量としてもよいし、弁当容器Bの重量を差し引いた正味の米飯Rの計測重量としてもよい。
以上の説明では、食材として米飯が適用されているが、食材であれば足り、米飯Rに限定されるものではない。例えば、肉類、野菜類、魚介類などの食材でもよく、さらにスープやジュースのような液体の食材でもよい。
10 米飯投入装置
11 米飯投入部
12 ロードセル(重量計測手段)
20 旋回装置(姿勢変更手段)
21 垂直プレート
30,31,32 搬送コンベア
40 入力部
50 制御部(制御手段)
60 プッシャ装置(姿勢変更手段)
B 弁当容器(容器)
M 食材処理装置
P 作業者
R 米飯(食材)

Claims (10)

  1. 設定重量値を目標とした食材の投入された容器の重量を計測する重量計測手段と、
    前記重量計測手段の容器搬送方向下流に設けられ、前記容器の姿勢を変更可能な姿勢変更手段と、
    前記姿勢変更手段の容器搬送方向下流に設けられ、当該姿勢変更手段で設定された姿勢で前記容器を搬送する搬送コンベアと、
    前記容器が前記重量計測手段の計測結果に応じた姿勢となるように前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする食材処理装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲内のときには前記容器が第1の姿勢になり、前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲外のときには前記容器が前記第1の姿勢以外の姿勢になるように前記姿勢変更手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項1記載の食材処理装置。
  3. 前記第1の姿勢以外の姿勢は、
    前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲に対して不足である場合の第2の姿勢、および前記重量計測手段に計測された重量が所定範囲に対して過多である場合の第3の姿勢の少なくとも何れかの姿勢である、
    ことを特徴とする請求項2記載の食材処理装置。
  4. 前記姿勢変更手段は、前記容器を旋回させて姿勢を変更する旋回装置である、
    ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の食材処理装置。
  5. 前記姿勢変更手段は、前記容器を搬送方向と交差する方向にずらして前記搬送コンベアにおける幅方向での搭載位置を変更するプッシャ装置である、
    ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の食材処理装置。
  6. 前記食材は米飯であり、前記容器は米飯とおかずとが盛り付け可能になった弁当容器である、
    ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の食材処理装置。
  7. 食材の投入された容器の重量を計測する重量計測工程と、
    前記重量計測工程で計測された前記容器の重量が所定範囲内か否かを判断する判断工程と、
    前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲内と判断されたときには当該容器を第1の姿勢にし、前記容器の重量が所定範囲外と判断されたときには当該容器を第1の姿勢以外の姿勢にする姿勢変更工程と、
    前記姿勢変更工程で設定された姿勢で前記容器を搬送コンベアで搬送する搬送工程と、
    を有することを特徴とする食材処理方法。
  8. 前記第1の姿勢以外の姿勢は、
    前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲に対して不足である場合の第2の姿勢、および前記判断工程において前記容器の重量が所定範囲に対して過多である場合の第3の姿勢の少なくとも何れかの姿勢である、
    ことを特徴とする請求項7記載の食材処理方法。
  9. 前記姿勢変更工程では、前記容器を旋回させて姿勢を変更する、
    ことを特徴とする請求項7または8記載の食材処理方法。
  10. 前記姿勢変更工程では、前記容器の前記搬送コンベアにおける幅方向での搭載位置を移動させて姿勢を変更する、
    ことを特徴とする請求項7または8記載の食材処理方法。
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