JP7429050B2

JP7429050B2 - 串刺食品製造装置

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Publication number: JP7429050B2
Application number: JP2021081378A
Authority: JP
Inventors: 一飯田; 博飯田
Original assignee: 株式会社飯田製作所
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2024-02-07
Anticipated expiration: 2041-05-13
Also published as: JP2022175169A

Description

本発明は、串刺食品製造装置に関し、詳しくは、形成ロールの駆動方式としてラチェット送り機構を採用せずに、自由度の高い方式で形成ロールの間欠起動を可能にした万能串刺食品製造装置に関する。

従来、この種の串刺食品製造装置としては、特許文献１に開示された「串刺食品製造装置」が知られている。

この特許文献１に開示された「串刺食品製造装置」は、生地を間欠駆動される一対の成形ロールの間に導き、この一対の成形ロールで生地を団子状や棒状に成形してこの形成された成形食品を串押出装置から押し出された串により串刺して、排出するように構成されている。

そして、この一対の成形ロールの間欠駆動は、ラチェット送り機構を採用している。しかしながら、この種の成形ロールの間欠駆動の間隔及び速度は、成形食品の単位重量に依存して決定されるが、このラチェット送り機構による成形ロールの間欠駆動では、内部に取り付けられるラチェットの歯数により、その間欠駆動の間隔及び速度が決定されるので、成形食品の単位重量を変更する毎に、歯数の異なるラチェットに交換する必要があり、このため、食品の単位重量の任意の変更に対応するのは非常に難しかった。

特願２０２０ー０７４６０５号公報

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ラチェット送り機構を採用せずに成形ロールの任意の周期の間欠駆動を可能し、これにより自由度をもって成形食品の単位重量を変更できるようにした万能串刺食品製造装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、周面に一定の間隔で形成された複数の第１の溝部を有する第１の成形ロールと前記第１の成形ロールの前記第１の溝部に対向する複数の第２の溝部を有し前記第１の成形ロールの下方側に接する第２の成形ロールとを有し前記第１の溝部と前記第２の溝部とで串刺し対象食品の成形を行う一対の成形ロールと、複数の串を搬送する串ロールと、前記串ロールで搬送された串を前記一対の成形ロールで成形された成形食品に対して順次押し出して前記成形食品の串差しを行う串押出装置と、を具備する串刺食品製造装置であって、前記成形ロールを駆動する第１のモータと、前記串ロールを駆動する第２のモータと、前記串押出装置を駆動する第３のモータと、前記第１のモータを間欠駆動するとともに、前記第１のモータの間欠駆動に同期して前記第２のモータ及び前記第３のモータを間欠駆動する制御手段と、所定時間内に製造する串刺食品の本数を設定する本数設定手段と、を具備し、前記制御手段は、前記本数設定手段で設定した本数に対応して前記間欠駆動の周期を計算し、該計算した周期で前記第１のモータ、前記第２のモータ、前記第３のモータを間欠駆動することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１のモータ、前記第２のモータ、前記第３のモータは、それぞれステッピングモータから構成されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御手段は、前記間欠駆動の周期内での前記第１のモータが回転開始するまでの第１の回転待ち時間を設定する第１の待ち時間設定手段と、前記間欠駆動の周期内での前記第２のモータが回転開始するまでの第２の回転待ち時間を設定する第２の待ち時間設定手段と、前記間欠駆動の周期内での前記第３のモータが回転開始するまでの第３の待ち時間設定手段と、を具備し、前記第１のモータ、第２のモータ、第３のモータを前記間欠駆動の周期内でそれぞれ前記第１の待ち時間、前記第２の待ち時間、前記第３の待ち時間を待った後駆動制御することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の前記第１の待ち時間、前記第２の待ち時間、前記第３の待ち時間は、前記本数設定手段で設定された本数に応じてそれぞれ設定されることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記成形ロールの間欠駆動の等分数を設定する等分数設定手段と、前記等分数設定手段で設定された等分数から前記成形ロールの間欠駆動の単位回転角度を計算する単位回転角度計算手段と、前記単位回転角度計算手段で計算した前記単位回転角度を駆動装置に記憶されている回転原点に従って割り振って前記第１のモータに対する回転角度を順次指示する回転角度指示手段と、を具備することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記成形ロールの間欠駆動の等分数を設定する等分数設定手段と、前記等分数設定手段で設定された等分数から前記成形ロールの間欠駆動の単位回転角度を計算する単位回転角度計算手段と、前記単位回転角度計算手段で計算した前記単位回転角度を予め設定されている記憶回転開始位置に従って割り振って前記第１のモータに対する指示回転角度を順次指示する回転角度指示手段と、を具備することを特徴とする。

本発明は、周面に一定の間隔で形成された複数の第１の溝部を有する第１の成形ロールと前記第１の成形ロールの前記第１の溝部に対向する複数の第２の溝部を有し前記第１の成形ロールの下方側に接する第２の成形ロールとを有し前記第１の溝部と前記第２の溝部とで串刺し対象食品の成形を行う一対の成形ロールと、複数の串を搬送する串ロールと、前記串ロールで搬送された串を前記一対の成形ロールで成形された成形食品に対して順次押し出して前記成形食品の串差しを行う串押出装置と、を具備する串刺食品製造装置であって、前記成形ロールを駆動する第１のモータと、前記串ロールを駆動する第２のモータと、前記串押出装置を駆動する第３のモータと、前記第１のモータを間欠駆動するとともに、前記第１のモータの間欠駆動に同期して前記第２のモータ及び前記第３のモータを間欠駆動する制御手段と、を具備して構成したので、ラチェット送り機構を採用せずに成形ロールの任意の周期の間欠駆動を可能し、これにより自由度をもって成形食品の単位重量を変更できるようにした万能串刺食品製造装置を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る串刺食品製造装置の一実施例を示す斜視図である。図２は、図１に示した串刺食品製造装置の側面の内部概略機構を示す内部機構図である。図３は、図１に示した串刺食品製造装置の内部の要部を説明する内部説明図である。図４は、図３に示した串ロールの串搬送動作を説明する説明図である。図５は、図３に示した串押出装置の串押出動作を説明する説明図である。図６は、図１に示した串刺食品製造装置の制御装置の概略を示すブロック図である。図７は、図６に示した制御装置の動作を説明するフローチャートである。図８は、図６に示した制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。図９は、図１に示した串刺食品製造装置の成形ロール等分計算の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための実施例について、願書に添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る串刺食品製造装置の一実施例を示す斜視図であり、図２は、図１に示した串刺食品製造装置の側面の内部概略機構を示す内部機構図であり、図３は、図１に示した串刺食品製造装置の内部の要部を説明する内部説明図である。

また、図４は、図３に示した串ロールの串搬送動作を説明する説明図であり、図５は、図３に示した串押出装置の串押出動作を説明する説明図である。

図１乃至図５において、本実施例の串刺食品製造装置１００は、基台１０と、上部制御部２０と、串刺食品製造機構部３０とから構成される。

串刺食品製造機構部３０は、生地供給装置３１０、成形部３２０、丸目部３３０、串刺装置３４０から構成される。

生地供給装置３１０は、図２及び図３に示すように、ホッパー３１１、一対の生地ロール３１２ａ,３１２ｂを具備して構成され、ホッパー３１１には、糯米素材、おはぎ素材、道明寺素材、わらび餅素材、葛素材から選択された生地の素材が投入され、一対の生地ロール３１２ａ,３１２ｂは、ホッパー３１１内の生地の素材をシート状に成形して成形部３２０に供給する。

成形部３２０は、図２及び図３に示すように、一対の第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂを具備し、生地供給装置３１０から供給されたシート状の生地から成形食品を成形する。

ここで、第１の成形ロール３２１ａは、その周面に一定の間隔で複数の第１の溝部３２２ａが形成されており、第２の形成ロール３２１ｂは、その周面に第１の溝部３２２ａに対応する第２の溝部３２２ｂが形成されており、第１の成形ロール３２１ａの下方側に接して配置され、生地供給装置３１０から供給されたシート状の生地は、第１の成形ロール３２１ａと第２の形成ロール３２１ｂとの間に供給され、第１の成形ロール３２１ａと第２の形成ロール３２１ｂとが互いに逆方向に回転して、シート状の生地を第１の溝部３２２ａと第２の溝部３２２ｂとで挟むことにより球状の成形食品が形成される。

この成形食品は、第１の成形ロール３２１ａと第２の形成ロール３２１ｂの軸方向において例えば３個並んで形成され、この３個の成形食品が次に説明する串刺装置３４０から押し出され串Ｓにより串刺しが行われる。

串刺装置３４０は、上部制御部２０内に設けられ、図２及び図３に示すように、串投入口３４１、串整列ロール３４２、串押出装置３４３を具備して構成される。

なお、上部制御部２０には、この串刺食品製造装置１００を制御する各種操作ボタン及び表示部を含む操作表示装置２１０が設けられており、更に、この上部制御部２０の内部には、生地供給装置３１０、第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂ、串整列ロール、串押出装置３４３を駆動制御するモータ類及びその制御装置が設けられている。

串刺装置３４０の串投入口３４１には、多数の串Ｓが投入され、串投入口３４１に投入された串Ｓは、図４に示すように、一本ずつ串ロール３４２の串溝３４２ａに収容され、串ロール３４２の回転により、第１の成形ロール３２１ａと第２の形成ロール３２１ｂとの接合部に運ばれ、ここで、串溝３４２ａに収容された串Ｓは、串レール３４３上に落下する。この串Ｓは串押出装置３４４の図示しないスラーダーにより第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂ方向に押し出されて、図５に示すようにして成形食品の串刺しが行われる。

ここで、串ロール３４２及び串押出装置３４４は、第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂの間欠駆動に同期して間欠駆動しており、第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂの回転により、図５に示すように第１の溝部３２２ａ及び第２の溝部３２２ｂが串レール３４３の配設位置に達し、成形食品の成形が完了すると、第１の成形ロール３２１ａ及び第２の形成ロール３２１ｂは回転を停止し、このとき、串ロール３４３上の串Ｓは、串押出装置３４４のスライダにより第１の溝部３２２ａ及び第２の溝部３２２ｂにより成形された成形食品方向に押し出されて、成形食品の串刺しが行われる。

串刺装置３４０により串刺しが行われた串刺食品は、第１の成形ロール３２１ａの第１の溝部３２２ａ及び第２の形成ロール３２１ｂの第２の溝部３２２ｂから離脱して丸目ロール３３１の下部に設けられている丸目ロール案内部材３３２内に落下する。丸目ロール３３１は、表面に串刺団子の仕上げ成形を行うための図示しない成形型が形成されており、串刺食品の仕上げ成形を行って、コンベヤ４００上に排出される。

図６は、図１に示した串刺食品製造装置１００の制御装置の概略を示すブロック図である。

さて、本発明の串刺食品製造装置１００においては、ラチェット送り機構を採用せずに成形ロール３２２ａ，３２１ｂを間欠駆動するため、成形ロール３２２ａ，３２１ｂを駆動するモータとして第１のステッピングモータ６１１を用い、串刺装置３４０の串刺串ロール３４２を駆動するモータとして第２のステッピングモータ６１２を用い、串押出装置３４４の串刺スライダを駆動するモータとして第３のステッピングモータを用いる。

すなわち、串刺食品製造装置１００の制御装置は、制御部６１０を中心に構成され、この制御部６１０は、成形ロール３２２ａ，３２１ｂを駆動する第１のステッピングモータ６１１、串刺串ロール３４２を駆動する第２のステッピングモータ６１２、串刺スライダを駆動する第３のステッピングモータ６１３を間欠駆動するとともに、生地送りロール（３１２ａ,３１２ｂ）駆動部６１４、丸目ロール（３３１）駆動部６１５を駆動制御する。また、この串刺食品製造装置１００の制御部６１０には、運転ボタン６２１、停止ボタン６２２、非常停止ボタン６２３、異常検出装置６２４、表示部６３０が接続されており、これら運転ボタン６２１、停止ボタン６２２、非常停止ボタン６２３、異常検出装置６２４、表示部６３０は、上部制御部２０の操作表示装置２１０に設けられている。

図７は、図６に示した制御装置の動作を説明するフローチャートであり、図８は、図６に示した制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。

図６に示したこの串刺食品製造装置１００の制御装置の運転ボタン６２１が押されて、運転が開始されると、まず、この串刺食品製造装置１００により所定の単位時間、例えば１分間に製造される串刺食品の本数（ショット数）Ｓ１[/min]が設定される（ステップ７０１）。図８（Ａ）に示すショットタイミングは、周期Ｔ０のサイクルタイムを形成している。

次に、第１のステッピングモータ６１１、第２のステッピングモータ６１２、第３のステッピングモータ６１３が原点復帰しているかの確認が行われ（ステップ７０２）、原点に復帰していることが確認されると（ステップ７０２でＹＥＳ）、運転開始（ステップ７０３）となり、生地ロール６１４（３１２ａ,３１２ｂ）の運転を開始する（ステップ７０４）。ここで、生地ロール６１４（３１２ａ,３１２ｂ）は、図８（Ｂ）に示すように、この串刺食品製造装置１００の運転開始から運転終了まで、連続運転となる。

同様に、丸目ロール６１５（３３１）の運転を開始する（ステップ７０５）。この丸目ロール６１５（３３１）も、図８（Ｃ）に示すように、この串刺食品製造装置１００の運転開始から運転終了まで、連続運転となる。

生地ロール６１４及び丸目ロール６１５の回転が開始されると、次に、第１のステッピングモータ６１１、第２のステッピングモータ６１２、第３のステッピングモータ６１３の駆動を開始するために、周期Ｔ０のサイクルタイマのカウントを開始する（ステップ７０６）。

そして、周期Ｔ０のサイクルタイマのカウント値Ｔ０が６０ｓ／Ｓ１になると（ステップ７０７でＹＥＳ）、第１のステッピングモータ６１１の１サイクル運転を開始し（ステップ７０８）、同時に第２のステッピングモータ６１２お１サイクル運転を開始し（ステップ７０９）、第３のステッピングモータ６１３の１サイクル運転を開始する（ステップ７１０）。

第１のステッピングモータ６１１（成形ロール）の１サイクル運転は、図８（Ｄ）に示すように、Ｔ１の待ち時間、Ｔｄ1の動作時間、Ｔｓ1の停止時間からなり、このサイクルタイムＴ０毎に、上記待ち時間Ｔ１、動作時間Ｔｄ1、停止時間Ｔｓ1を串刺食品製造装置１００の運転が終了するまで繰り返す。

第２のステッピングモータ６１２（串ロール）の１サイクル運転も、図８（Ｅ）に示すように、Ｔ２の待ち時間、Ｔｄ2の動作時間、Ｔｓ2の停止時間からなり、このサイクルタイムＴ０毎に、上記待ち時間Ｔ２、動作時間Ｔｄ2、停止時間Ｔｓ2を串刺食品製造装置１００の運転が終了するまで繰り返す。

第３のステッピングモータ６１３（串刺スライダー）の１サイクル運転も、図８（Ｆ）に示すように、Ｔ３の待ち時間、Ｔｄ3の動作時間、Ｔｓ3の停止時間からなり、このサイクルタイムＴ０毎に、上記待ち時間Ｔ３、動作時間Ｔｄ3、停止時間Ｔｓ3を串刺食品製造装置１００の運転が終了するまで繰り返す。

ここで、第１のステッピングモータ６１１、第２のステッピングモータ６１２、第３のステッピングモータ６１３は、図８（Ａ）に示すショットタイミングに同期して制御されるので、成形ロール３２２ａ，３２１ｂは、図８（Ａ）に示すショットタイミングに同期して間欠駆動され、串刺装置３４０の串刺串ロール３４２及び串押出装置３４４の串刺スライダもこの成形ロール３２２ａ，３２１ｂの間欠駆動に同期して制御される。これにより、串刺装置３４０の成形ロール３２２ａ，３２１ｂにより形成された串刺し対象食品に対して高速かつ高精度で串刺しを行うことができる。

ステップ７１１では、停止ボタン６２２が押されたかが調べられ、停止ボタン６２２が押されたと判断された場合は（ステップ７１１でＹＥＳ）、この串刺食品製造装置１００の運転を終了する。

ステップ７１１で、停止ボタン６２２が押されていないと判断されると（ステップ７１１でＮＯ）、次に、非常停止ボタン６２３が押されたかが調べられる（ステップ７１２）。ここで、非常停止ボタン６２３が押されたと判断された場合は（ステップ７１２でＹＥＳ）、この串刺食品製造装置１００の運転を終了する。

ステップ７１２で、非常停止ボタン６２３が押されていないと判断されると（ステップ７１２でＮＯ）、次に、異常が発生したか、すなわち、異常検出装置６２４で異常が検出されたかが調べられる（ステップ７１３）。ここで、異常が発生したと判断された場合は（ステップ７１３でＹＥＳ）、この串刺食品製造装置１００の運転を終了する。

ステップ７１３で異常が発生してないと判断された場合は（ステップ７１３でＮＯ）、ステップ７１１に戻る。

図９は、図１に示した串刺食品製造装置１００の成形ロール３２２ａ，３２１ｂに対する等分計算の一例を示すフローチャートである。

成形ロール３２２ａ，３２１ｂは第１のステッピングモータ６１１により駆動されるので、成形ロール３２２ａ，３２１ｂの単位回転角は、串刺食品の本数（ショット数）Ｓ１[/min]に対応して設定される等分数に応じて計算される。

ここで、この等分数は、例えば、２～９９の任意の数が設定可能であるが、ステップ９０１ではこの等分数Ｄ１を設定する。

次に、Ｄ２＝３６０／Ｄ１の計算により、第１のステッピングモータ６１１の単位回転角度Ｄ２を計算する（ステップ９０２）。そして、計算ループI（I≧Ｄ１）を０と設定し（ステップ９０３）、次に、等分を原点に対して割り振るか記憶回転位置に対して割り振るかの処理の選択を行う（ステップ９０４）.
ステップ９０４で、等分を原点に対して割り振ると判断された場合は、
Ｄ３＝Ｄ２×Ｉの計算をして、等分Ｄ３を割り振る（ステップ９０５）。

ステップ９０４で、等分を記憶位置に対して割り振ると判断された場合は、
Ｄ３＝Ｄ２×Ｉ＋（原点座標）の計算をして、等分Ｄ３を割り振る（ステップ９０５）。そして、計算したＤ３をドライバの運転ＮＯ．［Ｉ］へ書き込み（ステップ９０７）、ドライバから運転ＮＯ．［Ｉ］のデータＤ４を読み出す（ステップ９０８）。

次に、Ｄ３＝Ｄ４かを判別し（ステップ９０９）、Ｄ３＝Ｄ４でないと（ステップ９０９でＮＯ）、ステップ９０７に戻るが、Ｄ３＝Ｄ４であると（ステップ９０９でＹＥＳ）、計算ループI（I≧Ｄ１）を１インクリメントし（ステップ９１０）、この形成ロール等分計算を終了する。

以上が本発明の一実施例を示したものであるが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。

１０…基台
２０…上部制御部
３０…串刺食品製造機構部
１００…串刺食品製造装置
２１０…操作表示部
３１０…生地供給装置
３１１…ホッパー
３１２ａ…生地ロール
３１２ｂ…生地ロール
３２０…成形部
３２１ａ…第１の形成ロール
３２１ｂ...第２の形成ロール
３２２ａ…第１の溝部
３２２ａ…第２の溝部
３３０…丸目部
３３１…丸目ロール
３３２…丸目ロール案内部材
３４０…串押出装置
３４１…串投入口
３４２…整列ロール
３４３…串レール
３４４…串押出装置
４００…コンベヤ
６１０…制御部
６１１…第１のステッピングモータ
６１２…第２のステッピングモータ
６１３…第３のステッピングモータ
６１４…生地送りロール駆動部
６１５…丸目ロール駆動部
６２１…運転ボタン
６２２…停止ボタン
６２３…非常停止ボタン
６２４…異常検出装置
６３０…表示部

Claims

周面に一定の間隔で形成された複数の第１の溝部を有する第１の成形ロールと前記第１の成形ロールの前記第１の溝部に対向する複数の第２の溝部を有し前記第１の成形ロールの下方側に接する第２の成形ロールとを有し前記第１の溝部と前記第２の溝部とで串刺し対象食品の成形を行う一対の成形ロールと、複数の串を搬送する串ロールと、前記串ロールで搬送された串を前記一対の成形ロールで成形された成形食品に対して順次押し出して前記成形食品の串差しを行う串押出装置と、を具備する串刺食品製造装置であって、
前記成形ロールを駆動する第１のモータと、
前記串ロールを駆動する第２のモータと、
前記串押出装置を駆動する第３のモータと、
前記第１のモータを間欠駆動するとともに、前記第１のモータの間欠駆動に同期して前記第２のモータ及び前記第３のモータを間欠駆動する制御手段と、
所定時間内に製造する串刺食品の本数を設定する本数設定手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記本数設定手段で設定した本数に対応して前記間欠駆動の周期を計算し、該計算した周期で前記第１のモータ、前記第２のモータ、前記第３のモータを間欠駆動することを特徴とする串刺食品製造装置。
前記第１のモータ、前記第２のモータ、前記第３のモータは、
それぞれステッピングモータから構成されることを特徴とする請求項１に記載の串刺食品製造装置。
前記制御手段は、
前記間欠駆動の周期内での前記第１のモータが回転開始するまでの第１の回転待ち時間を設定する第１の待ち時間設定手段と、
前記間欠駆動の周期内での前記第２のモータが回転開始するまでの第２の回転待ち時間を設定する第２の待ち時間設定手段と、
前記間欠駆動の周期内での前記第３のモータが回転開始するまでの第３の待ち時間設定手段と、
を具備し、
前記第１のモータ、第２のモータ、第３のモータを前記間欠駆動の周期内でそれぞれ前記第１の待ち時間、前記第２の待ち時間、前記第３の待ち時間を待った後駆動制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の串刺食品製造装置。
前記第１の待ち時間、前記第２の待ち時間、前記第３の待ち時間は、前記本数設定手段で設定された本数に応じてそれぞれ設定されることを特徴とする請求項３に記載の串刺食品製造装置。
前記制御手段は、
前記成形ロールの間欠駆動の等分数を設定する等分数設定手段と、
前記等分数設定手段で設定された等分数から前記成形ロールの間欠駆動の単位回転角度を計算する単位回転角度計算手段と、
前記単位回転角度計算手段で計算した前記単位回転角度を駆動装置に記憶されている回転原点に従って割り振って前記第１のモータに対する回転角度を順次指示する回転角度指示手段と、
を具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の串刺食品製造装置。
前記制御手段は、
前記成形ロールの間欠駆動の等分数を設定する等分数設定手段と、
前記等分数設定手段で設定された等分数から前記成形ロールの間欠駆動の単位回転角度を計算する単位回転角度計算手段と、
前記単位回転角度計算手段で計算した前記単位回転角度を予め設定されている記憶回転開始位置に従って割り振って前記第１のモータに対する指示回転角度を順次指示する回転角度指示手段と、
を具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の串刺食品製造装置。