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は本発明の実施の形態に係る米飯成形装置の正面図、図2は図1の米飯成形装置の背面側を示す斜視図である。
本実施の形態の米飯成形装置1は、シャリ玉や俵形米飯塊等のような米飯塊を成形する米飯成形装置であり、1単位動作で同時に複数個の米飯塊を成形することが可能な上、1台で米飯塊の大きさ(種類)を種々変更することが可能な米飯成形装置である。
この米飯成形装置1は、架台2と、ライスリフタ(米飯供給部)3aと、供給ホッパ(米飯供給部)3bと、均し部(米飯供給部)3cと、メイン処理部4と、トレイストッカ5aと、エアインレット部5bと、アルコール噴霧部5cと、トレイ搬送部5eと、メイン操作部6aと、サブ操作部6bとを備えている。
ライスリフタ3aは、米飯を供給ホッパ3bに投入する機構部であり、米飯成形装置1の片横側に設置されている。
供給ホッパ3bは、ライスリフタ3aから投入された米飯を解し羽の回転動作により解した後、均し部3cに供給する機構部であり、米飯成形装置1の最上部に設置されている。この供給ホッパ3bの解し羽の回転動作は、均し部3cに設置された光学センサからの検出情報に基づいて制御される。
均し部3cは、供給ホッパ3bから供給された米飯を2対のローラにより前後均等に均し、掻き出し羽および下方傾斜コンベアを介してメイン処理部4に供給する機構部であり、供給ホッパ3bとメイン処理部4との間に設置されている。
この均し部3cの2対のローラおよび掻き出し羽の回転動作は、均し部3cの下方、すなわち、メイン処理部4の上部に設置された2対の光学センサからの検出情報に基づいて制御される。例えば、当該2対の光学センサにより米飯が検出されない場合は、均し部3cの2対のローラおよび掻き出し羽を駆動し、均し部3cの米飯をメイン処理部4に供給する。一方、当該2対の光学センサにより米飯が検出された場合は、均し部3cの2対のローラおよび掻き出し羽を停止し、均し部3cからメイン処理部4への米飯の供給を停止する。
メイン処理部4は、均し部3cから供給された米飯を計量分割した後に米飯塊に成形する機構部であり、均し部3cと架台2との間に設置されている。このメイン処理部4については後ほど詳細に説明する。
トレイストッカ5aは、成形後の複数個の米飯塊を載置するトレイを複数枚収容するとともに1枚ずつ取り出してトレイ搬送部5eに供給する機構部であり、架台2上においてライスリフタ3aとメイン処理部4との間に設置されている。トレイストッカ5aは、例えば50枚のトレイを収容することができる。
エアインレット部5b(図2参照)は、トレイをトレイストッカ5aからトレイ搬送部5eに搬送する際にトレイを吸着するための外部エアを供給する機構部であり、米飯成形装置1の背面側、ライスリフタ3aの後ろ側に設置されている。
アルコール噴霧部5cは、トレイストッカ5aから搬送されてきたトレイの表面に対してアルコールタンク(図示せず)内の除菌用のアルコールを噴霧する機構部であり、トレイの搬送経路途中に設置されている。
トレイ搬送部5eは、トレイストッカ5aから供給され、成形後の複数個の米飯塊が載置されたトレイを投入部、出口へと搬送する機構部であり、メイン処理部4の後段に設置されている。
メイン操作部6aは、米飯成形装置1の全体的な動作を操作するための操作部であり、オペレータの立ち位置に応じて移設自在の状態で設置されている。このメイン操作部6aのケーブル長は、例えば10mほどである。
サブ操作部6bは、停止ボタンおよび非常停止ボタンのみが配置された緊急用操作部である。サブ操作部6bは、緊急性を要する操作を行うので位置が固定されている。
次に、図3は図1の米飯成形装置のメイン処理部の要部構成図、図4は図3の計量部の拡大正面図、図5は図4の計量部のI−I線の断面図である。なお、図3では図面を見易くするため仕切り板SBにハッチングを付した。また、図4では図面を見易くするためローラRにハッチングを付した。
図3に示すように、メイン処理部4は、計量分割部10と、バッファ部(保持部)11と、米飯搬送型(搬送手段)12と、成形部13と、投入部14とを備えている。
計量分割部10は、均し部3cから供給された米飯を予め決められた大きさ、形状および重さになるように計量分割する機構部であり、計量部10aと、分割部10bとを備えている。
計量部10aは、均し部3cから供給された米飯を予め決められた大きさ、形状および重さに計量しながら分割部10bへ搬送する機構部であり、均し部3cの米飯搬出口の直下に設置されている。
この計量部10aには、例えば、3段の一対のローラ(第1ローラ)Rと、4枚の仕切り板(仕切り部材)SBと、スクレッパSPとが配置されている。ただし、一対のローラRの段数は、3段に限定されるものではなく、例えば2段でも4段でも良い。また、仕切り板SBの枚数も4枚に限定されるものではなく、例えば3枚以下でも5枚以上でも良い。
一対のローラRは、米飯塊の搬送空間を挟んで互いに対向するように配置されているとともに、互いの対向方向(内向き)に回転自在の状態で回転軸Axに軸止されている。そして、各一対のローラRは、米飯塊の搬送方向(下方)に沿って各対の対向間隔(米飯塊の搬送空間)が狭くなるように配置されている。これにより、計量部10aに供給された米飯塊は、米粒の密度が一定に保たれたまま各段の一対のローラRにより順に挟み込まれ圧縮されながら下方に送られる。
各ローラRは、軸方向に沿って横長の筒状体により形成されており、その外周には、米飯塊を下方に掻き下ろすための複数の突起Pが周方向に沿って凹凸を形成するように予め決められた間隔毎に形成されている。
また、各ローラRの内周と回転軸Axの外周との間には回転軸Axの回転動作をローラRに伝達する回転伝達部材Ta,Tbが設けられている。これにより、各ローラRは、回転自在で、かつ、着脱自在の状態で回転軸Axに装着されている。
すなわち、最上段および中段のローラRには、図4に示すように、当該ローラRの端面側の形状が略四角形状の中空孔Haが形成されている。一方、最上段および中段の回転軸Axの外周には、端面形状が最上段および中段のローラRの中空孔Haに丁度収まる大きさの略四角形状に形成された回転伝達部材Taが接合されている。そして、最上段および中段のローラRは、その中空孔Haに回転伝達部材Taを嵌め入れることで回転軸Axに着脱自在の状態で装着されている。
また、最下段のローラRには、図4に示すように、当該ローラRの端面側の形状が円形領域とその外周の2つの対称位置に径方向に広がる広がり領域とを持つ形状の中空孔Hbが形成されている。一方、最下段の回転軸Axの外周には、端面形状が円形部とその外周の2つの対称位置に径方向に突出する突出部(図4には図示せず。図7(a)の符号Tbp参照)とを持つ形状に形成された回転伝達部材Tbが接合されている。そして、最下段のローラRは、その中空孔Hbに回転伝達部材Tbを嵌め入れること回転軸Axに着脱自在の状態で装着されている。
また、最下段のローラRの中空孔Hbの側面には、最下段のローラRの周方向に延びる固定溝(図示せず)が形成されている。この最下段のローラRの固定溝に、回転伝達部材Tbの突出部(図7(a)の符号Tbp参照)を嵌め入れることで、最下段のローラRが軸方向(長手方向)に移動しないように固定されている。
さらに、最下段のローラRの外周には、仕切り板SBを位置決め固定するための位置決め溝(位置決め部:図4には図示せず。図8(e)の符号PT参照)が形成されている。この位置決め溝は、最下段のローラRの軸方向に沿って予め決められた間隔毎に、ローラRの外周に沿って一周するように形成されている。この位置決め溝に仕切り板SBの幅方向両端部が嵌め込まれることで仕切り板SBは位置決め固定されている。この位置決め溝は、最上段および中段のローラRには形成されていない。最下段のローラRのみに位置決め溝を形成することにより、仕切り板SBによる分割数の変更のときに最下段のローラRのみを交換すれば良い。このため、交換作業を容易にすることができる。また、交換部品点数を減らせるので米飯成形装置1のコストを低減できる。
上記仕切り板SBは、ローラRの軸方向(長手方向)に沿って予め決められた間隔毎に配置されている。これにより、本実施の形態においては、均し部3cから供給された米飯を計量部10a内において複数個の米飯塊に分割することができる。このため、後工程での米飯の分割作業が不要となるので、米飯成形装置1を小型化することができる。
また、仕切り板SBは、最下段の一対のローラRに形成された位置決め溝に固定された状態で着脱自在の状態で設置されている。これにより、本実施の形態においては、最下段の一対のローラRを取り外して交換する(位置決め溝の位置や数の異なる他のローラRに交換する)ことにより、仕切り板SBの隣接間隔や数を変えることができる。すなわち、装置本体を改造することなく1台の米飯成形装置1で、しかも簡単な構造で、米飯塊の長手方向(軸方向)の長さ(種類)を種々変えることができる。
また、複数枚の仕切り板SBで分けられた領域毎に米飯塊の搬送駆動部(ローラRに相当)を設ける構造もあるが、そのようにすると米飯塊の個数や長手向長さの変更に対応できない。これに対して、本実施の形態においては、複数枚の仕切り板SBで分けられた領域毎に米飯塊の搬送駆動部を分けないで横長のローラRで対応したことにより、米飯塊の個数や軸方向長さの変更に容易に対応することができる。
また、米飯塊の供給の状況により仕切り板SBがローラRの軸方向に押され、最下段の一対のローラRが軸方向に移動してしまう場合がある。その場合、図5に示すように、ローラRの軸方向前面側では、前面板FBと仕切り板SBとの間で米飯塊が成形され、ローラRの軸方向背面側では背面板RBと仕切り板SBとの間に米飯塊が成形されるため、最下段のローラRが軸方向に移動してしまうと軸方向両端側の米飯塊の長手方向長さが他の米飯塊の長手方向長さと異なってしまう。これに対して、本実施の形態においては、上記したように最下段の一対のローラRが、軸方向に移動しないように固定されているので、上記のような米飯塊の長さの不具合を回避することができる。
また、仕切り板SBは、図5に示すように、最上段のローラRの回転軸Ax中心の高さ位置から最下段のローラRの回転軸Ax中心より若干低い高さ位置まで延びて終端しているとともに、上部から下部に向かって厚さが次第に広くなるようなテーパを持つように形成されている。これにより、計量部10a内において、米飯の抜けや練り過ぎ、あるいは詰まり等のような搬送上の不具合を生じさせることなく米飯塊を良好に搬送することができる。これについては後ほど説明する。
なお、仕切り板SBの下部は、分割部10bの可動刃Cの上面付近まであることが望ましい。ここでは、スクレッパSPが配置されているので、仕切り板SBの下部がスクレッパSPの上面付近まであることが望ましい。
また、本実施の形態においては、仕切り板SBの隣接間隔を等間隔とした場合を例示したが、これに限定されるものではなく、仕切り板SBの隣接間隔を場所によって変えても良い。これにより、1単位動作で長さの異なる米飯塊を同時に成形することができる。
上記スクレッパSPは、最下段の一対のローラRと分割部10bの可動刃Cとの間に米飯が入り込まないようにする部材である。すなわち、スクレッパSPを設けたことにより、最下段の一対のローラRの隣接間の下部において米飯が時間とともに広がってしまうのを防止し、米飯塊を良好に計量することができるようになっている。
スクレッパSPは、最下段の一対のローラRの隣接間の下部に設置されており、分割された米飯塊毎に開口部を備えている。スクレッパSPの開口部の内側面には、開口面が下方に向かって次第に小さくなるような傾斜が形成されているとともに、米飯の摩擦抵抗を低減するための複数のスクレッパ溝SPT(図5参照)が形成されている。
図3に示す分割部10bは、計量部10aから送られた複数個の米飯塊を一括して分割する機構部であり、計量部10aの最下部の米飯搬出口に配置されている。この分割部10bは、2枚の可動刃C,Cを備えている。可動刃C,Cは、互いの刃先を対向させ、近接および離間する方向に移動自在の状態で設置されている。計量部10aから送られた米飯塊は、予め決められた大きさ、形状および重さになるタイミングで2枚の可動刃C,Cが近接方向にスライド動作することにより分割されてバッファ部11のバッファ領域BA内に収容される。
バッファ部11は、計量分割部10から供給された米飯塊を一時的に保持し下方の米飯搬送型12に供給するタイミング等を調整することで、計量分割部10と米飯搬送型12とを独立して動作可能とする機構部である。このバッファ部11は、計量分割部10の米飯搬出口の直下に設置されており、一対のローラ(落下促進手段、第2ローラ)BR,BRと、開閉板(開閉部材)BBと、上記バッファ領域(保持領域)BAとを備えている。
一対のローラBRは、バッファ領域BAに収容された米飯塊を強制落下させる機構部であり、例えば、高さ方向に沿って2段設置されている。この一対のローラBRは、専用の駆動モータ(駆動手段)により低速回転から高速回転まで回転速度を制御可能な状態で設置されている。
一対のローラBRを設けない場合や一対のローラBRを設けても回転制御ができない場合、米飯塊を自由落下だけで米飯搬送型12内に落とすことになるが、米飯塊の状態によっては落下に時間がかかってしまう場合がある。例えば、真空冷却等により冷却した米飯を使用した場合、温かい米飯を使用した場合に比べて、落下時間が遅くなること等が本発明者の検討により判明した。
しかし、バッファ領域BA内の米飯が設定時間通りに落下しないと、米飯の落下時に米飯塊を受けるはずの米飯搬送型12が成形部13側に移動してしまい米飯を搬送することができない。その場合、米飯搬送型12の待機時間を長くせざるを得ず、米飯塊の生産性が低下する、という問題が生じる。
これに対して、本実施の形態においては、回転制御可能な一対のローラBRを設けたことにより、米飯塊の状態や生産速度に応じて米飯塊を強制的に落下させることができるので、米飯塊の状態や生産速度にかかわらず、米飯塊を設定時間通りに米飯搬送型12内に落下させることができる。すなわち、計量分割後の米飯塊を米飯搬送型12により成形部13へ搬送させることができる。したがって、米飯搬送型12の待機時間を長くしないですむので、米飯の生産性を向上させることができる。
開閉板BBは、バッファ領域BAに収容された米飯塊の保持および落下を制御する機構部であり、バッファ領域BAの底部に開閉(図3の左右横方向に移動)自在の状態で設置されている。
バッファ部11を設けない場合、米飯搬送型12を成形部13等に移動させている間、計量分割部10での計量分割を停止しなければならないし、逆に計量分割部10で計量分割をしている間、米飯搬送型12をバッファ部11の直下で待機させなければならないので米飯塊の生産性が低下する。これに対して、本実施の形態においてはバッファ部11を設けたことにより、米飯搬送型12の移動と、計量分割部10での計量分割とを独立して行うことができる。すなわち、米飯搬送型12を移動中に、計量分割部10での計量分割が可能なので、米飯塊の生産性を向上させることができる。
米飯搬送型12は、バッファ部11から供給された米飯塊を成形部13や投入部14に搬送するとともに、成形時の横型や投入時の米飯投入ガイドを構成する部材であり、バッファ部11の直下と成形部13や投入部14との間を搬送台CS上に沿って往復移動(図3の左右横方向に移動)自在の状態で設置されている。
本実施の形態においては、米飯搬送型12の米飯収容領域がローラRの軸方向に沿って複数個並んで配置されており、計量分割部10の仕切り板SBで分けられた複数個の米飯塊を成形部13や投入部14に同時に搬送することが可能になっている。
また、米飯搬送型12は、後述のように、成形時の米飯塊の側面の成形型を兼ねている。これにより、米飯成形装置の構造を簡素化することできる。
上記のように米飯塊を米飯搬送型12で搬送する方式を採用せず、成形部13や投入部14をバッファ部11の直下に設置した場合、バッファ部11の直下に、成形部13や投入部14の上下動を伴う構成機器を配置する分、米飯成形装置1の高さが高くなってしまう。これに対して、本実施の形態においては上記のように米飯搬送型12の搬送方式を採用したことにより、成形部13や投入部14を計量分割部10の横に並べて配置することができるので、米飯成形装置1の高さを低くすることができる。
成形部13は、成形位置に搬送された米飯塊を米飯搬送型12と上型13aと下型13bとで成形する機構部である。上型13aおよび下型13bは、互いに近接および離間する方向(上下方向)に移動自在の状態で設置されている。なお、上型13aの押圧面は、成形される米飯塊の要求形状に合わせて湾曲状に形成されている。
本実施の形態においては、上型13aおよび下型13bが複数の米飯搬送型12に対応してローラRの軸方向に沿って複数個並んで配置されており、その複数の上型13aおよび下型13bが同時に動作することで計量分割部10の仕切り板SBで分けられた複数の米飯塊を同時に成形することが可能になっている。なお、成形部13については後ほど詳細に説明する。
投入部14は、成形部13で成形された米飯塊を投入部材14aにより投入孔14bを通じて下方に押し出し、下方に搬送されてきたトレイに載置する機構部である。投入部材14aは、投入孔14bの直上に上下動自在の状態で設置されている。なお、投入部材14aの押圧面も、成形される米飯塊の要求形状に合わせて湾曲状に形成されている。
本実施の形態においては、投入部材14aおよび投入孔14bが複数の米飯搬送型12に対応してローラRの軸方向に沿って複数個並んで配置されており、その複数の投入部材14aが同時に下降することで計量分割部10の仕切り板SBで分けられた複数の米飯塊を同時にトレイ上に載置することが可能になっている。
成形後の米飯塊を容器に搬送する機構として、成形後の米飯塊を機械的に2枚の樹脂板で掴んで容器の場所まで移載するチャッキングによる移載機構もあるが、その場合は、成形後の米飯塊の搬送に際して、米飯塊の挟持、昇降、回転移動等のような一連の動作が必要となるので、米飯塊の生産速度があまり上げられなかった。これに対して本実施の形態においては、成形後の米飯塊を成形部13から投入部14に直線的に移動し、投入孔14bを通じて落下させてトレイに載置することにより、上記したチャッキングによる移載機構で米飯塊をトレイに載置する場合に比べて、成形後の米飯塊をトレイに載置するまでの時間を短縮することができるので、米飯塊の生産速度を向上させることができた。
次に、図6(a),(b)は図1の米飯成形装置の計量部の正面図、図7(a)は図6の計量部の背面板裏側の機構部の要部正面図、図7(b)は図7(a)の回転ギアを示した計量部の背面板裏側の機構部の要部正面図である。なお、図7(b)においては図面を見易くするためローラRに接続された回転ギアにハッチングを付した。
本実施の形態においては、図6(a),(b)に示すように、右列の3段のローラRが右列の最上段のローラRの回転軸Axを中心として左右横方向に旋回可能な状態で設置されている。すなわち、中段および最下段の一対のローラRは、その各々の隣接間隔を拡縮可能な状態で設置されている。
これにより、本実施の形態の米飯成形装置1においては、装置本体を改造することなく1台で、米飯塊の幅方向長さ(種類)を変更することができる。例えばシャリ玉を成形する場合は、中段および最下段の一対のローラRの隣接間隔を狭くし、俵形米飯塊を成形する場合は、中段および最下段の一対のローラRの隣接間隔を広くする。これにより、1台の装置でシャリ玉や俵形米飯塊等のような種類の異なる米飯塊の成形に容易に対応することができる。ただし、ここでは一対のローラRの隣接間隔を2段階で変えられる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、3段階以上に変えられるようにすることもできる。
図6および図7に示すように、右列の3段のローラRの回転軸Axは、ベアリング等を介して連結板20aに係合されている。この連結板20aは、連結板20bを介して操作部21に接続されている。そして、図6(a),(b)に示すように、操作部21の操作レバー21aを上下動すると、右列の中段および最下段のローラRが横方向に移動し、中段および最下段の一対のローラRの隣接間隔が拡縮する構成になっている。
また、図7に示すように、右列の3段のローラRの回転軸Axの軸方向端部側には、回転ギアGaが接合されている。また、左列の3段のローラRの回転軸Axの軸方向端部側には、回転ギアGbが接合されている。
右列最上段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGaと、左列最上段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbとは、それらの間の2つの回転ギアGc,Gcを介して係合されている。2つの回転ギアGcは、互いに係合し、回転自在の状態で背面壁22に軸止されている。
また、左列最上段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbは、左上側の回転ギアGdに係合されている。この回転ギアGdには、上段ローラ回転用の回転モータ(図示せず)が接続されている。回転ギアGdが上段ローラ回転用の回転モータにより回転すると、回転ギアの作用により最上段の一対のローラRが対向方向に同時に回転するようになっている。
右列中段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGaと、左列中段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbとは、それらの間の2つの回転ギアGe,Gfを介して係合されている。2つの回転ギアGe,Gfは、互いに係合されている。
また、左列中段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbは、左上側の回転ギアGgに係合されている。この回転ギアGgには、中段ローラ回転用の回転モータ(図示せず)が接続されている。回転ギアGgが中段ローラ回転用の回転モータにより回転すると、回転ギアの作用により中段の一対のローラRが対向方向に同時に回転するようになっている。
また、右列中段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGaと回転ギアGe,Gfとは、リンク板La,Lbを介して接続されている。一方の回転ギアGfは、回転自在の状態で背面壁22に軸止されているが、他方の回転ギアGeは、その厚さ方向に配置された2枚のリンク板La,La,Lb,Lbに挟まれ浮遊した状態でリンク板La,La,Lb,Lbに軸止されている。
これにより、中段の一対のローラRの隣接間隔を拡縮するために右列中段のローラRを左右横方向に移動させると、回転ギアGeは、リンク板La,Lbの作用により斜め上下方向に移動する(リンク板La,Lbは屈曲状態または直線状態になる)が、回転ギアGfとの係合状態を維持したまま移動する。このため、中段の一対のローラRの隣接間隔を拡縮しても回転ギアGgの回転動作を右列中段のローラRに伝達することが可能になっている。
右列最下段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGaと、左列最下段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbとは、それらの間の2つの回転ギアGh,Giを介して係合されている。2つの回転ギアGh,Giは、互いに係合されている。
また、左列最下段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGbは、左側の2つの回転ギアGj,Gjを介して回転ギアGkに係合されている。2つの回転ギアGj,Gjは互いに係合されている。また、回転ギアGkには、下段ローラ回転用の回転モータ(図示せず)が接続されている。回転ギアGkが下段ローラ回転用の回転モータにより回転すると、回転ギアの作用により最下段の一対のローラRが対向方向に同時に回転するようになっている。
また、右列最下段のローラRの回転軸Axに接合された回転ギアGaと回転ギアGh,Giとは、リンク板Lc,Ldを介して接続されている。一方の回転ギアGiは、回転自在の状態で背面壁22に軸止されているが、他方の回転ギアGhは、その厚さ方向に配置された2枚のリンク板Lc,Lc,Ld,Ldに挟まれ浮遊した状態でリンク板Lc,Lc,Ld,Ldに軸止されている。
これにより、最下段の一対のローラRの隣接間隔を拡縮するために右列最下段のローラRを左右方向に移動させると、回転ギアGhは、リンク板Lc,Ldの作用により斜め上下方向に移動する(リンク板Lc,Ldは屈曲状態または直線状態になる)が、回転ギアGiとの係合状態を維持したまま移動する。このため、最下段の一対のローラRの隣接間隔を拡縮しても回転ギアGkの回転動作を右列最下段のローラRに伝達することが可能になっている。
一対のローラRの隣接間隔を変える構造として片側のローラRの列を左右方向に移動させる構造にしても良いが、上記のように片側のローラRの列を旋回動作させる場合、回転ギアとリンク板とを用いた簡単な構造で一対のローラRの隣接間隔を変えることができる。
次に、図8(a)〜(e)は仕切り板の形状や設置状態を変えた場合を示した図4のI−I線に相当する箇所の断面図である。
図8(a)は、本実施の形態の米飯成形装置1の仕切り板SBの形状および配置を示している。この場合は、上記したように計量部10a内において米飯の抜けや練り過ぎ、あるいは詰まり等のような搬送上の不具合を生じさせることなく米飯塊を良好に搬送することができた。
図8(b)は、仕切り板SBの上部が最上段のローラRの上部よりも高い位置に在り、仕切り板SBの上部だけにテーパが形成され、それよりも下部は垂直面になっている場合を示している。この場合は、最上段のローラRで米飯を掴まず、米飯が抜けてしまう不具合が多発した。
図8(c)は、仕切り板SBの上部が最上段のローラRの回転中心の高さ位置に在るが、仕切り板SBの上部だけにテーパが形成され、それよりも下部は垂直面になっている場合を示している。この場合、最上段のローラRのグリップが足りず、米飯が抜けてしまう不具合が発生した。
図8(d)は、仕切り板SBの上部が中段のローラRの回転中心の高さ位置に在り、仕切り板SBの上部から下部までテーパが形成されている場合を示している。この場合は、徐々に米飯が詰まり、米飯が練られてしまった。
図8(e)は、計量部10aの米飯搬出口に仕切り板SBが設けられており、仕切り板SBの上部から下部までテーパが形成されている場合(スクレッパ一体型)が示されている。この場合は、直ぐに米飯が詰まってしまった。なお、図8(e)の符号PTは、仕切り板SBの位置決め固定のためにローラRに形成された上記位置決め溝である。
次に、図9は図1の米飯成形装置を構成する成形部の要部斜視図、図10は図9の成形部の要部断面図である。
成形部13は、支持体13cと、操作部13dと、表示部13eと、高さ調整機構部13fと、成形駆動部13gとを備えている。
成形部13を構成する支持体13cは、複数個の上型13aを一括して支持する部分であり、支持部材13csと、2本の支持柱13cpと、支持台13ctとを有する四角枠状の構造体により構成されている。
支持部材13csには、その長手方向に沿って複数個の上型13aが一列に並んだ状態で配置されている。各上型13aは、ボルトB1により着脱自在の状態で支持部材13csに支持されている。このため、複数個の上型13a毎に高さ調整機構を設ける構造に比べて、支持部材13csの構成を簡素化することができるので、支持部材13csを軽量化することができる。
この支持部材13csは、その長手方向両端側に配置された2本の支持柱13cpに掛け渡され、ボルトB2により着脱自在の状態で支持されている。支持部材13csを着脱自在としたことにより、複数個の上型13aを支持部材13csごと一括して交換することができるので、複数個の上型13aを容易に交換することができる。
2本の支持柱13cpは、支持台13ctの長手方向両端側にボルトB3により着脱自在の状態で立設されている。支持台13ctの長手方向中央には、上記した高さ調整機構部13fの一部が接合されている。そして、この高さ調整機構部13fにより支持体13cを上下方向に移動することで複数個の上型13aの高さを一括して設定するようになっている。このため、複数個の上型13aの高さを個々に設定する場合に比べて、上型13aの高さを容易に設定することができる。
上記した成形部13を構成する操作部13dは、回転ハンドル部(把手部)13dhと、回転軸(伝達部材)13daと、操作側プーリ(伝達部材)13dpと、プーリベルト(伝達部材)13dbとを備えている。
回転ハンドル部13dhは、上記した複数個の上型13aの高さを装置本体の外部から設定するための操作部分であり、正逆両方向に回転自在の状態で回転軸13daの上部に装着されている。
この回転軸13daの下部には、操作側プーリ13dpが接合されている。この操作側プーリ13dpと高さ調整機構部13fの従動側プーリ13fpとは、それらに掛け渡されたプーリベルト13dbにより係合されている。このため、回転ハンドル部13dhを回すとその回転方向および回転量に応じて操作部13dの操作側プーリ13dpが回転し、それに追従して高さ調整機構部13fの従動側プーリ13fpも回転するようになっている。
操作者は、装置本体外部の回転ハンドル部13dhを操作することにより装置本体内部の機構部を介して上型13aの高さを調整することができる。これにより、操作者は、上型13aの高さを調整するのに装置本体の各部を取り外したり、高さ調整後に各部を取り付け直したりする必要がなくなるので、上型13aの高さを容易に設定することができる。また、1箇所の回転ハンドル部13dhを操作するだけで複数の上型13aの高さを一括して設定できるので、複数の上型13aの高さを容易に設定することができる。
上記した成形部13を構成する表示部13eは、操作部13dの回転軸13daの回転方向および回転量(すなわち、操作部13dの操作量)を計測して表示する装置であり、回転軸13daの長手方向の途中位置に設置されている。ここでは、表示部13eとして、例えばデジタル目盛り等が使用されており、回転軸13daの回転方向が正負記号等で表示され、回転量が数値等で表示されるようになっている。
表示部13eの近くには、米飯塊の重量と、表示部13eの数値(回転方向および回転量)との相関関係が示されている。すなわち、米飯塊の重量毎に、その重量の米飯がより美味しく成形される上で最適な上型13aの高さに設定される操作量(表示部13eの数値)が示されている。操作者は、その相関関係を参照し、表示部13eの数値が、成形される米飯塊の重量にとって最適とされる数値になるまで回転ハンドル部13dhを回す。これにより、上型13aの高さを、成形される米飯塊の重量にとって最適な高さに誰でも簡単に設定することができる。
上記した成形部13を構成する高さ調整機構部13fは、従動側プーリ(従動部)13fpと、高さ調整軸(動作変換部)13fhと、上下動部(動作変換部)13ftとを備えている。
従動側プーリ13fpは、回転ハンドル部13dhの回転動作に従動して回転する部分であり、正逆両方向に回転可能な状態で軸止されている。この従動側プーリ13fpは上下動せず高さが固定されている。
高さ調整軸13fhは、従動側プーリ13fpの正逆方向の回転動作を上下方向の直線動作に変換する機能を備えている。この高さ調整軸13fhの下部外周は、スプライン嵌め合い方式により従動側プーリ13fpの内周と結合されている。これにより、高さ調整軸13fhは、従動側プーリ13fpの正逆方向の回転に追従して正逆両方向に回転するとともに、成形駆動部13gの駆動テコ部13gaの上下動に追従して上下動するようになっている。
上下動部13ftは、高さ調整軸13fhの正逆方向の回転に応じて上下方向に移動する部分である。図10に示すように、上下動部13ftの軸方向下端面には、軸方向に延在する孔Hcが形成されており、その孔Hc内には、高さ調整軸13fhの上部が挿入されている。
この上下動部13ftの孔Hcの下部内側面と、高さ調整軸13fhの外周一部とには、ネジ部が形成されており、このネジ部により上下動部13ftと高さ調整軸13fhとは互いに連結されている。このため、高さ調整軸13fhが回転すると、その回転方向および回転量に応じて上下動部13ftが予め決められた高さ分だけ上下方向に移動して停止するようになっている。
この上下動部13ftは、上記した支持台13ctと接続されている。このため、上下動部13ftが上下方向に移動すると、支持体13cも上下方向に移動するようになっている。これにより、支持体13cに支持された複数個の上型13aを予め決められた高さに設定することができる。なお、図10の破線より上方で上型13aの高さが調整される。
また、上下動部13ftの上部外周には、止め金13fsが接合されている。また、上下動部13ftの外周において止め金13fsと支持台13ctとの間には、コイルばね13feが装着されている。このコイルばね13feは、予定より大きな米飯塊を成形する事態になった場合に、支持体13cに加わる力を吸収するための部材である。
上記した成形部13を構成する成形駆動部13gは、米飯塊の成形時に複数個の上型13aを同時に上下動させる機構部であり、駆動テコ部13gaと、連結部材13gb,13gcとを備えている。
駆動テコ部13gaは、図示しない回転モータの回転動作をメインシャフトおよびカムを介して上下方向の動作に変換する部分である。この駆動テコ部13gaの先端は、連結部材13gb,13gcを介して高さ調整軸13fhの下端部と接続されている。このため、成形時に駆動テコ部13gaの先端を下降すると、高さ調整軸13fhおよび上下動部13ftが下降し、さらに、支持体13cが下降して複数個の上型13aが下降するようになっている。この駆動テコ部13gaの上下方向の移動量(長さ)は、上型13aのストロークになっている。この上型13aのストロークは固定である。
次に、本実施の形態の米飯成形装置1の米飯成形方法について図1、図9、図11〜図13を参照して説明する。図11〜図13は、図1の米飯成形装置における米飯塊の成形工程中のメイン処理部の構成図である。
まず、準備段階として、図9に示す複数個の上型13aの高さを、成形対象の米飯塊の重量に最適な高さに設定する。
すなわち、米飯成形装置1の装置本体の外部に配置された操作部13dの回転ハンドル部13dhを正逆いずれかの方向に予め決められた回転量だけ回す。すると、操作側プーリ13dpが回転し、プーリベルト13cbにより高さ調整機構部13fの従動側プーリ13fpが回転する。さらに、従動側プーリ13fpが回転すると、高さ調整軸13fhが回転し、その回転方向および回転量に応じて上下動部13ftが上下方向に移動して停止する。これにより、支持体13cを予め決められた高さに移動させて、複数個の上型13aの高さを同時に設定する。なお、例えば、成形対象の米飯塊の重量が重い場合の方が、軽い場合よりも上型13aを高い位置に設定する。また、上下動部13ftは、回転ハンドル部13dhを一方に回すと上昇し、他方に回すと下降するようになっている。
このように本実施の形態においては、米飯成形装置1の装置本体外部に配置された回転ハンドル部13dhを操作することにより装置本体内部の機構部を介して成形部13の上型13aの高さを調整することができる。このため、上型13aの高さ調整に際して、装置本体の各部の取り外しや取り付け作業を省くことができるので、上型13aの高さを容易に設定することができる。
また、複数個の上型13a毎に高さを設定するのではなく、装置本体外部の1箇所に配置された回転ハンドル部13dhを回すだけで複数個の上型13aの高さを一括して設定することができるので、複数個の上型13aの高さを容易に設定することができる。
また、一般的には、複数個の上型13aの高さを一括して設定する場合、複数個の上型13aを支持する支持体13cの下方にストッパを設ける構造が考えられる。しかし、その場合、支持体13cとストッパとの衝突に因り雑音や異物が発生する。異物の発生は食物を生産する装置として衛生上、好ましくない。これに対して、本実施の形態においては、支持体13cの動作をストッパで止める構造ではないので、衝突に因る雑音が発生しない。また、衝突に因る異物も発生しないので衛生面でも好ましい。
また、この上型13aの高さ設定作業では、成形対象の米飯塊の重量に応じて上型13aの高さを設定する。すなわち、操作者は、米飯塊の重量と、操作部13dの操作量(表示部13eの数値)との相関関係を参照し、表示部13eの数値が、成形される米飯塊の重量にとって最適とされる数値になるまで回転ハンドル部13dhを回す。これにより、上型13aの高さを、成形される米飯塊の重量にとって最適な高さに誰でも簡単に設定することができる。このため、米飯塊の重量毎に、外部はしっかりし、内部はふんわりとして全体的に程よい硬さで口に入れると直ぐに解れるような美味しい米飯塊を容易に生産することができる。
次いで、図1に示すように、米飯成形装置1のライスリフタ3a内の米飯を供給ホッパ3b内に投入し、供給ホッパ3b内の解し羽の回転動作により適度に解して均し部3cに送る。
続いて、均し部3cでは供給ホッパ3bから送られた米飯を2対のローラにより前後均等に均してメイン処理部4の計量部10aに送る。
続いて、計量部10aでは、均し部3cから送られた米飯を、図11に示すように、3段の一対のローラRの内向きの回転動作により圧縮し計量しながら下方に送る。この際、計量部10aでは、仕切り板SBを上記形状および配置にしたことにより、米飯の抜け、練り過ぎ、あるいは詰まり等を生じさせることなく米飯塊を良好に送ることができる。
続いて、分割部10bでは、2枚の可動刃C,Cを予め決められたタイミングで近接方向に移動することにより、分割部10bに送られた米飯塊を分割する。これにより、予め決められた大きさ、形状および重さの米飯塊RMをバッファ部11のバッファ領域BA内に落とす。
続いて、図12に示すように、米飯搬送型12を計量部10aの米飯搬送口(バッファ部11)の直下に移動した後、バッファ部11の開閉板BBを開き、一対のローラBRを回転させてバッファ領域BA内の米飯塊RMを米飯搬送型12内に強制的に落とす。これにより、米飯塊RMの状態や生産速度にかかわらず、米飯塊RMを米飯搬送型12に確実に落下させることができるので、米飯の生産性を向上させることができる。
この工程では、計量部10aでの計量動作を停止し、2枚の可動刃C,Cを互いに近接する方向に移動して重ね米飯搬送口を閉じる。また、上型13a、下型13bおよび投入部材14aは定位置(待機位置)で停止している。
次いで、図13に示すように、米飯搬送型12を横方向に直線的に移動して米飯塊RMを成形部13に搬送した後、上記駆動テコ部13gaを下降させて複数個の上型13aを下降させ、上型13aおよび下型13bを互いに近接する方向に移動することにより米飯塊RMを成形する。
ここでは、米飯搬送型12が、米飯塊RMの側面の成形型を兼ねているので、米飯成形装置1の構造を簡素化することできる。また、この工程では、バッファ部11の開閉板BBを閉じ、一対のローラBRを停止し、分割部10bの2枚の可動刃C,Cを互いに離間する方向に移動して、計量部10aでの米飯の計量を開始する。また、投入部材14aは定位置(待機位置)で停止している。
続いて、図11に示すように、米飯搬送型12を横方向に直線的に移動して米飯塊RMを成形部13の後段の投入部14に搬送した後、投入部材14aを下方に移動することにより、投入孔14bを通じて成形後の米飯塊RMをトレイ(図示せず)上に載置する。これにより、上記したチャッキングによる移載機構に比べて、成形後の米飯塊をトレイに載置するまでの時間を短縮することができるので、米飯塊の生産速度を向上させることができた。この工程では、成形部13の上型13aおよび下型13bを定位置に戻す。また、計量部10aでは米飯の計量動作を行う。
このように本実施の形態においては、バッファ部11を設けたことにより、計量分割部10の計量分割と米飯搬送型12による搬送とを独立して行うことができる。このため、米飯塊の成形および投入工程時でも計量分割部10で米飯の計量分割を開始実行することができるので、米飯塊の生産性を向上させることができる。
また、米飯塊の幅方向の大きさを変える場合には、片側の3段のローラRの列を旋回させることで中段および最下段の一対のローラの隣接間隔を変える。例えばシャリ玉を成形する際には、中段および最下段の一対のローラRの隣接間隔を狭くし、俵形米飯塊を成形する際には、中段および最下段の一対のローラRの隣接間隔を広くする。これにより、装置本体を改造しないでも1台の装置で、幅(種類)の異なる米飯塊の成形に容易に対応することができる。
また、米飯塊の長手方向の大きさを変える場合には、最上段および中段の一対のローラRを取り外し、複数枚の仕切り板SBを取り外した後、最下段の一対のローラRを取り外し、代わりに位置決め溝の位置や数の異なる他のローラRを装着する。そして、最下段のローラRの位置決め溝に合わせて複数枚の仕切り板SBを配置した後、中段および最上段の一対のローラRを装着する。このように最下段の一対のローラRを取り外し種類を変えることで仕切り板SBの数や位置を変える。これにより、装置本体を改造しないでも1台の装置で、長さ(種類)の異なる米飯塊の成形に容易に対応することができる。
したがって、本実施の形態の米飯成形装置1においては、幅および長さの異なる種々の米飯塊を1台の装置で容易に成形することができる。
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と考えるべきである。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。
例えば前記実施の形態においては、計量部の一対のローラの隣接間隔および仕切り板の隣接間隔を変更可能な米飯成形装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一対のローラの隣接間隔は変更可能であるが仕切り板の隣接間隔は固定されている米飯成形装置、仕切り板の隣接間隔は変更可能であるが一対のローラの隣接間隔は固定されている米飯成形装置または一対のローラの隣接間隔と仕切り板の隣接間隔との両方が固定されている米飯成形装置に適用することもできる。
また、前記実施の形態においては、成形部に複数個の上型を備える米飯成形装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば成形部に1個の上型を備える米飯成形装置に適用しても良い。この場合も、装置本体外部の回転ハンドル部を回すだけで成形部の上型の高さを設定できる。このため、上型の高さ調整時に装置本体一部の取り外しや取り付け作業等が不要になるので、上型の高さを容易に設定することができる。
また、前記実施の形態においては、1単位動作で複数個の米飯塊を成形する米飯成形装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、上記仕切り板SBが無く、1単位動作で1個の米飯塊を成形する米飯成形装置に適用しても良い。この場合も、バッファ部を設けることで、計量と計量後の米飯塊の搬送とを独立して行えるので、米飯塊の生産性を向上させることができる。
また、前記実施の形態においては、複数段の一対のローラを全て着脱自在とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも仕切り板の位置決め溝が形成された最下段の一対のローラを着脱自在としても良い。この場合、仕切り板の配置変更に際しては、最下段の一対のローラを仕切り板を装着したまま水平に移動して抜き取り、代わりに位置決め溝の位置や数の異なる他の最下段の一対のローラを用意し、その一対のローラの位置決め溝に仕切り板を装着した後、その状態を維持したまま上記他の最下段の一対のローラを水平に移動して回転軸に装着すれば良い。