特開 2022-109082 食品定量供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109082

(43)【公開日】2022-07-27

(54)【発明の名称】食品定量供給装置

(51)【国際特許分類】

   A23L 7/10 20160101AFI20220720BHJP

【ＦＩ】

A23L7/10 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021004425

(22)【出願日】2021-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】591165942

【氏名又は名称】市川工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 剛

(72)【発明者】

【氏名】市川 雄介

(72)【発明者】

【氏名】松橋 攝

【テーマコード（参考）】

4B023

【Ｆターム（参考）】

4B023LE11

4B023LE22

4B023LG01

4B023LP20

4B023LT43

4B023LT44

4B023LT62

(57)【要約】

【課題】食品の定量供給の精度に優れる食品定量供給装置を提供する。
【解決手段】 食品を定量供給するための食品定量供給装置であって、
前記食品を一時的に貯留する食品貯留部と、
前記食品貯留部の底部に、互いに所定の離間距離で平行に配置された一対のローラと、
を備え、
食品供給時に、前記一対のローラのそれぞれが互いに反対方向に回転駆動し、かつ食品供給の終了時に、前記一対のローラのそれぞれを、前記食品供給時とは逆方向に回転駆動させるように構成された、食品定量供給装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

食品を定量供給するための食品定量供給装置であって、
前記食品を一時的に貯留する食品貯留部と、
前記食品貯留部の底部に、互いに所定の離間距離で平行に配置された一対のローラと、
を備え、
食品供給時に、前記一対のローラのそれぞれが互いに反対方向に回転し、かつ、互いに対向する位置にある前記一対のローラのそれぞれの外周部が、互いに対向する位置から回転方向に沿って下方に向かうように回転駆動させた前記一対のローラ間の間隙から食品を供給し、かつ
食品供給の終了時に、前記一対のローラのそれぞれを、前記食品供給時とは逆方向に回転駆動させるように構成された、食品定量供給装置。

【請求項2】

前記一対のローラ間の間隙の下方に計量ステージを備え、
前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から前記計量ステージ上に前記食品を供給するように構成された、請求項１に記載の食品定量供給装置。

【請求項3】

前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から、前記計量ステージ上に載置された食品容器内に前記食品を供給するように構成された、請求項２に記載の食品定量供給装置。

【請求項4】

前記計量ステージによって計量される前記食品の重量が所定値に達した場合に、前記一対のローラのそれぞれを前記食品供給時とは逆方向に回転駆動させて食品供給を終了するように構成された、請求項２又は３に記載の食品定量供給装置。

【請求項5】

前記一対のローラは、該一対のローラ間の離間距離を調整可能に設けられている、請求項１～４のいずれかに記載の食品定量供給装置。

【請求項6】

前記一対のローラ間の間隙の下方に計量ステージを備え、
前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から前記計量ステージ上に前記食品を供給するように構成され、
前記離間距離を、前記計量ステージによって計量される前記食品の重量に基づいてフィードバック制御するように構成された、請求項５に記載の食品定量供給装置。

【請求項7】

前記一対のローラが平歯車状ローラである、請求項１～６のいずれかに記載の食品定量供給装置。

【請求項8】

前記食品が固形食品である、請求項１～７のいずれかに記載の食品定量供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品の定量供給の精度に優れる食品定量供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、米飯の定量供給装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２２３１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１をはじめとする従来の米飯の定量供給装置は、炒められた米飯や冷凍された米飯等のような加工された米飯（特に粘り気が少ない米飯）を定量供給する場合に、定量供給の精度が得られにくいものであった。

【0005】

本発明の目的の１つは、食品の定量供給の精度に優れる食品定量供給装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、以下の食品定量供給装置を提供できる。
１．食品を定量供給するための食品定量供給装置であって、
前記食品を一時的に貯留する食品貯留部と、
前記食品貯留部の底部に、互いに所定の離間距離で平行に配置された一対のローラと、
を備え、
食品供給時に、前記一対のローラのそれぞれが互いに反対方向に回転し、かつ、互いに対向する位置にある前記一対のローラのそれぞれの外周部が、互いに対向する位置から回転方向に沿って下方に向かうように回転駆動させた前記一対のローラ間の間隙から食品を供給し、かつ
食品供給の終了時に、前記一対のローラのそれぞれを、前記食品供給時とは逆方向に回転駆動させるように構成された、食品定量供給装置。
２．前記一対のローラ間の間隙の下方に計量ステージを備え、
前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から前記計量ステージ上に前記食品を供給するように構成された、１に記載の食品定量供給装置。
３．前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から、前記計量ステージ上に載置された食品容器内に前記食品を供給するように構成された、２に記載の食品定量供給装置。
４．前記計量ステージによって計量される前記食品の重量が所定値に達した場合に、前記一対のローラのそれぞれを前記食品供給時とは逆方向に回転駆動させて食品供給を終了するように構成された、２又は３に記載の食品定量供給装置。
５．前記一対のローラは、該一対のローラ間の離間距離を調整可能に設けられている、１～４のいずれかに記載の食品定量供給装置。
６．前記一対のローラ間の間隙の下方に計量ステージを備え、
前記食品供給時に、前記一対のローラ間の間隙から前記計量ステージ上に前記食品を供給するように構成され、
前記離間距離を、前記計量ステージによって計量される前記食品の重量に基づいてフィードバック制御するように構成された、５に記載の食品定量供給装置。
７．前記一対のローラが平歯車状ローラである、１～６のいずれかに記載の食品定量供給装置。
８．前記食品が固形食品である、１～７のいずれかに記載の食品定量供給装置。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、食品の定量供給の精度に優れる食品定量供給装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る食品定量供給装置を説明する概略側面図である。

【図2】図１に示される食品定量供給装置の概略正面図である。

【図3】平歯車状ローラの歯及び歯底を説明する図である。

【図4】食品定量供給装置における食品の供給終了時の動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の食品定量供給装置について詳述する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係る食品定量供給装置を説明する概略側面図であり、図２は、図１に示される食品定量供給装置の概略正面図である。これらの図において、食品定量供給装置の一部は断面で示されている。

【0011】

食品定量供給装置は、ホッパ１と、食品搬送装置２と、食品ほぐし装置３と、食品貯留部４と、一対のローラ５，６と、計量ステージ７とを備えている。

【0012】

食品定量供給装置は、ホッパ１に投入された食品８を、計量ステージ７上に載置された食品容器９内に定量供給するように構成されている。

【0013】

ホッパ１に投入される食品８は、固形食品であることが好ましい。

【0014】

固形食品は、例えば、フレーク状食品、細切り状食品、粒状食品からなる群から選ばれる１種以上の集合体であり得る。固形食品は、粘り気が少ない（低粘稠である）ことが好ましい。集合体を形成する一つ一つの食品片は、互いに粘着しないものであることが好ましい。

【0015】

固形食品としては、例えば、野菜、海藻、肉、穀物及びこれらを加工してなるものが挙げられる。野菜、海藻、肉等は、フレーク状や細切り状等のように予め断片化されたものであり得る。野菜は、例えば漬物等であり得る。穀物（例えば米）等は、予め炊かれたものであり得る。炊かれた米（米飯）は、そのままホッパに投入することもできるが、加工された米飯、例えば、炒められた米飯（例えばチャーハン）や冷凍された米飯等がより好適である。

【0016】

食品搬送装置２は、ホッパ１の底部に設けられた搬送コンベヤ１０を備え、ホッパ１に投入された食品８を該搬送コンベヤ１０によって搬送するように構成されている。

【0017】

食品ほぐし装置３は、食品搬送装置２の下流側の上方に設けられ、食品搬送装置２によって搬送されている食品８をほぐすように構成されている。

【0018】

食品ほぐし装置３は、平歯車状ローラ１１によって構成されている。

【0019】

本明細書において、「平歯車状ローラ」というのは、平歯車を該平歯車の軸方向に延長した形状を有するローラである。

【0020】

図３に示すように、平歯車状ローラ１１が備える歯１２は、該平歯車状ローラ１１の軸方向から見て、左右対称であり、全体として二等辺三角形の形状を有している。即ち、歯１２は、二等辺三角形状に立ち上がっている。平歯車状ローラ１１の歯先１３は、二等辺三角形の頂点を該平歯車状ローラ１１の周方向に切除することによって形成されている。二等辺三角形における歯先１３を挟む二辺は図示されるような直線状であってもよいし、曲線状（例えば外側に向けて湾曲する曲線状）であってもよい。

【0021】

また、上記二辺が直線状である場合、互いに隣接する歯１２，１２の対向する辺同士の角度θは、例えば３０～９０°、好ましくは４５～７５°、より好ましくは５０～７０°である。

【0022】

さらに、互いに隣接する歯１２，１２間の歯底１４は、Ｕ字状に丸みを帯びていることが好ましい。

【0023】

平歯車状ローラ１１は、以上に説明したような歯１２、歯先１３及び歯底１４の形状が、該平歯車状ローラ１１の軸方向に、該軸方向の全体（一方の端部から他方の端部まで）にわたって連続的に形成されていることが好ましい。

【0024】

平歯車状ローラ１１は、モータ１５によって回転駆動するように構成されている。回転する平歯車状ローラ１１が食品８と接触することによって、食品８がほぐされる。

【0025】

平歯車状ローラ１１を用いることによって、歯底１４に食品８が詰まることが防止される効果が得られる。

【0026】

以上、平歯車状ローラ１１についてした説明は、後に詳述する一対のローラ５，６が平歯車状ローラである場合についても援用される。

【0027】

食品ほぐし装置３によってほぐされた食品８は、食品搬送装置３の下流側端部から落下する。

【0028】

食品貯留部４は、食品搬送装置３の下流側端部の下方に設けられ、食品８を一時的に貯留するように構成されている。

【0029】

食品貯留部４には、食品搬送装置３の下流側端部から落下した食品８が貯留される。

【0030】

食品貯留部４の側壁は、鉛直方向（上下方向）に沿って延びるガイド筒１６によって構成されている。

【0031】

食品貯留部４の底部（ガイド筒１６の下方）には、一対のローラ５，６が設けられている。食品貯留部４内の食品８は、一対のローラ５，６の少なくとも一方によって食品貯留部４の底部の一部が閉塞されることによって、該食品貯留部４内に貯留可能とされている。同時に、食品貯留部４（特にガイド筒１６）は、一対のローラ５，６間の間隙に向けて食品８を供給（ガイド）可能に構成されている。

【0032】

一対のローラ５，６は、食品貯留部４の底部に、互いに所定の離間距離で対向配置されている。一対のローラ５，６は、食品貯留部４からの食品８をほぐすと共に、ほぐされた食品８を下方の食品容器９に向けて落下させるように構成されている。

【0033】

一対のローラ５，６のそれぞれの軸は、互いに平行である。また、一対のローラ５，６のそれぞれの軸の位置は、互いに水平方向にずれており、かつ鉛直方向にもずれている。

【0034】

一対のローラ５，６は、それぞれ平歯車状ローラであることが好ましい。

【0035】

一対のローラ５，６は、一方が送りローラ５、他方がほぐしローラ６として設けられることが好ましい。この場合、送りローラ５の軸は、ほぐしローラ６の軸より下方に配置されることが好ましい。また、鉛直方向に見たときに、食品貯留部４の底部（ガイド筒１６の下方）の開口と送りローラ５との重なり面積（送りローラ５によって閉塞される開口の面積）は、該開口とほぐしローラ６との重なり面積（ほぐしローラ６によって閉塞される開口の面積）よりも大きいことが好ましい。さらに、送りローラ５の径は、ほぐしローラ６の径より大きいことが好ましい。

【0036】

一対のローラ５，６のそれぞれは、モータ１７，１８によって互いに独立に回転駆動するように構成されている。

【0037】

一対のローラ５，６のそれぞれのモータ１７，１８の駆動は、制御部１９によって制御されている。

【0038】

食品供給の開始時には、制御部１９は、一対のローラ５，６のそれぞれが互いに反対方向に回転し、かつ、互いに対向する位置にある一対のローラ５，６のそれぞれの外周部が、互いに対向する位置から回転方向に沿って下方に向かうようにモータ１７，１８を駆動する。具体的には、一対のローラ５，６の軸方向から見たときに、軸が左側に配置されるローラ５は時計回りに所定の回転速度で回転させ、軸が右側に配置されるローラ６は反時計回りに所定の回転速度で回転させる。これにより、食品貯留部１６の食品８が、一対のローラ５，６に挟まれながら下方に押し出され、一対のローラ５，６間の間隙を介して、ほぐされた状態で落下する。

【0039】

一対のローラ５，６間の間隙から落下した食品８は、一対のローラ５，６間の間隙の下方に配置された計量ステージ７上に予め載置された食品容器９内に供給される。

【0040】

計量ステージ７は、食品容器９内に供給された食品８の重量を計量可能に構成されている。

【0041】

制御部１９は、計量ステージ７において計量される、食品容器９内に供給された食品８の重量が、予め設定された所定値に達した場合（即ち食品供給の終了時）に、図４に示すように、一対のローラ５，６のそれぞれの回転方向を、食品供給時とは逆方向に回転駆動するように、所定の時間だけモータ１７，１８を駆動する。具体的には、一対のローラ５，６の軸方向から見たときに、軸が左側に配置されるローラ５は反時計回りに所定の回転速度で回転させ、軸が右側に配置されるローラ６は時計回りに所定の回転速度で回転させる。これにより、食品容器９内への食品８の供給が停止されると共に、一対のローラ５，６間の間隙に存在する食品８（意図せず落下し易く、定量供給の精度を低下させる原因になり得る）が、食品貯留部１６の方向へと逆送され、一対のローラ５，６間の間隙からの食品８の落下を確実に防止できる。これにより、食品８の定量供給の精度が向上する効果が得られる。

【0042】

このとき、上述したように一対のローラ５，６が平歯車状ローラであれば、食品供給時の送り出し方向（順送方向）にも、食品終了時の逆送方向にも、安定して食品８を移送できる。これにより、食品８の安定供給と、食品８の意図しない落下の防止とを好適に両立できる。その結果、食品８の定量供給の精度がさらに向上する効果が得られる。

【0043】

食品８が供給（充填）された食品容器９は、計量ステージ７から排出され、新たな食品容器９が計量ステージ７上に載置される。計量ステージ７への食品容器９の載置、及び計量ステージ７からの食品容器９の排出は、装置により自動で行ってもよいし、作業者により手動で行ってもよい。

【0044】

一実施形態において、一対のローラ５，６は、該一対のローラ５，６間の離間距離を調整可能に設けられる。この離間距離を、計量ステージ７によって計量される食品８の重量に基づいて制御（フィードバック制御）してもよい。例えば、一対のローラ５，６のうちの少なくとも一方の単位回転数に対して供給される食品８の重量が所定の重量に対して過剰である場合は、一対のローラ５，６間の離間距離を所定量だけ小さくすることで、供給される食品８の重量を減少できる。また、一対のローラ５，６のうちの少なくとも一方の単位回転数に対して供給される食品８の重量が所定の重量に対して不足する場合は、一対のローラ５，６間の離間距離を所定量だけ大きくすることで、供給される食品８の重量を増加できる。このような制御を行うことで、定量供給の精度が得られ易い条件で食品８の供給を行うことができる。

【0045】

一実施形態において、食品貯留部４には、食品貯留部４に貯留されている食品８のレベル（嵩高さ）を計測するレベルセンサ（図示省略）が設けられる。このレベルセンサによって計測されるレベルが所定値（あるいは所定範囲）になるように食品搬送装置２の駆動を制御してもよい。これにより、一対のローラ５，６にかかる食品８の荷重を一定化でき、一対のローラ５，６による食品８の定量供給の精度をさらに向上できる。

【0046】

以上の説明では、食品供給の終了時に、モータ１７，１８の制御によって、一対のローラ５，６のそれぞれを、食品供給時とは逆方向に回転させる場合について説明したが、これに限定されない。特に図示しないが、例えば、食品供給の終了時に、モータ１７，１８の制御に代えて、モータ１７，１８と一対のローラ５，６とを接続するギアの制御によって、一対のローラ５，６のそれぞれを、食品供給時とは逆方向に回転させるようにしてもよい。

【0047】

以上の説明では、一対のローラ５，６のそれぞれに対して個別のモータ１７，１８を設ける場合について主に説明したが、これに限定されない。一対のローラ５，６のそれぞれに対して共通のモータを設けてもよい。この場合、制御部１９は、個別のモータ１７，１８を制御する場合と同様に、該共通のモータを制御することができる。

【0048】

以上の説明では、計量ステージ７上に食品容器９を載置する場合について主に説明したが、これに限定されない。食品容器９の載置を省略して、計量ステージ７上に直接、食品８を供給するようにしてもよい。この場合、制御部１９は、、計量ステージ７上の食品容器９内に供給された食品８の重量に基づく場合と同様に、計量ステージ７上に直接供給された食品８の重量に基づいて、制御を行うことができる。

【0049】

以上の説明では、一対のローラ５，６が平歯車状ローラである場合について主に説明したが、これに限定されない。一対のローラ５，６のそれぞれは、種々の歯、羽根あるいは溝を有するローラであり得る。一対のローラ５，６のうちの少なくとも一方、好ましくは両方が平歯車状ローラであることが好ましい。

【0050】

以上の説明では、食品ほぐし装置３が、平歯車状ローラ１１である場合について主に示したが、これに限定されない。食品ほぐし装置３は、種々の歯、羽根あるいは溝を有するローラであり得る。また、食品ほぐし装置３は、例えばスクレーパ等であってもよい。また、食品ほぐし装置３は、食品８の性状等に応じて適宜省略してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１：ホッパ
２：食品搬送装置
３：食品ほぐし装置
４：食品貯留部
５，６：ローラ
７：計量ステージ
８：食品
９：食品容器
１０：搬送コンベヤ
１１：平歯車状ローラ
１２：歯
１３：歯先
１４：歯底
１５：モータ
１６：ガイド筒
１７：モータ
１８：モータ
１９：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】