特開 2023-180508 材料移送装置及び材料供給装置

(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】P2023180508

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】材料移送装置及び材料供給装置

(51)【国際特許分類】

   A23P 30/20 20160101AFI20231214BHJP

   B65G 65/46 20060101ALI20231214BHJP

   A23P 30/10 20160101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

A23P30/20

B65G65/46 Z

A23P30/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093871

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】390029218

【氏名又は名称】世紀株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123559

【弁理士】

【氏名又は名称】梶 俊和

(74)【代理人】

【識別番号】100177437

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 英子

(72)【発明者】

【氏名】戸田 寿之

【テーマコード（参考）】

3F075

4B048

【Ｆターム（参考）】

3F075AA10

3F075BA01

3F075BB01

3F075CA04

3F075CA06

3F075CA09

3F075CC05

3F075DA02

4B048PE03

4B048PM03

4B048PM12

4B048PS01

4B048PS18

(57)【要約】

【課題】ホッパーを小径化することができ、かつ、効率よく食品原料等の粘性材料を吐出口へと移送することのできる材料移送装置及び材料供給装置を提供すること。
【解決手段】略円筒形状のホッパー６内に貯留された食品原料２をホッパー２の下方に形成された吐出口１ｂへ向けて移送するために、ホッパー６内に配置されて中心軸Ｘ周りに回転する回転体３であって、上部構造８と、下部構造９とを有し、上部構造８は、ホッパー６の内壁６ａと所定間隔ｔを維持しつつ内壁６ａに沿って回転することにより食品原料２を内壁２ａから掻き落とすスクレーパ部８ａと、スクレーパ部８ａの下方に位置し、掻き落とされた食品原料２を下部構造９に向けて移送するフィン部８ｂとを有し、下部構造９は、上部構造８の下方に位置し、フィン部８ｂによって移送された食品原料２を螺旋回転により吐出口１ｂへと移送するスクリュー部９ａを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略円筒形状のホッパー内に貯留された粘性材料を前記ホッパーの下方に形成された吐出口へ向けて移送するために、前記ホッパー内に配置されて前記ホッパーの円筒中心と略一致する中心軸周りに回転する材料移送装置であって、
上部構造と、下部構造とを有し、
前記上部構造は、
前記ホッパーの内壁と所定間隔を維持しつつ前記内壁に沿って回転することにより前記粘性材料を前記内壁から掻き落とすスクレーパ部と、
前記スクレーパ部の下方に位置し、掻き落とされた前記粘性材料を前記下部構造に向けて移送するフィン部と、を有し、
前記下部構造は、前記上部構造の下方に位置し、前記フィン部によって移送された前記粘性材料を螺旋回転により前記吐出口へと移送するスクリュー部を有する、材料移送装置。

【請求項2】

前記上部構造は、輪郭が平面視略矩形に形成され、かつその輪郭の内側に中空部が形成され、前記スクレーパ部によって掻き落とされた前記粘性材料が前記中空部を経由して前記フィン部へと落下するようになっている、請求項１に記載の材料移送装置。

【請求項3】

前記フィン部は、前記中心軸から放射状に延びて形成され、前記中心軸に対して傾斜した傾斜面を有する、請求項１に記載の材料移送装置。

【請求項4】

前記内壁と前記スクレーパ部とは、前記内壁と前記スクレーパ部とが対向する範囲の略全体において実質的に一定の所定間隔だけ離間している、請求項１に記載の材料移送装置。

【請求項5】

前記内壁と前記スクレーパ部とが対向する範囲が、前記中心軸に沿った方向における前記ホッパーの寸法の５０％以上である、請求項４に記載の材料移送装置。

【請求項6】

前記所定間隔が、２ｍｍ以下である、請求項４に記載の材料移送装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の材料移送装置と、
前記ホッパーと、を備えた材料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、材料移送装置及び材料供給装置に係り、特に食品原料等の流動性を有する粘性材料に用いる材料移送装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

従前より、食品製造において例えば、あん、クリーム、洋菓子生地等の流動性を有する食品原料（粘性材料）を供給するのに材料供給装置が用いられている。材料供給装置は、大略ホッパーとスクリューを有して構成される。

【0003】

食品原料を投入する容器としてのホッパー内にスクリューが配置され、スクリューがモーター等の駆動源によって回転駆動されることにより、ホッパー内の食品原料が徐々にホッパーの出口としての吐出口へと移送されて押し出され、吐出口から食品原料が吐出されて次工程へと供給されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－０９５５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

より多くの食品原料を投入可能とすべく、一般にホッパーとしては大径のものが用いられる。また、ホッパー内壁に付着した食品原料がスクリューと連れ回りしてしまうのを防止し、食品原料をスクリュー回転により効率よく吐出口へと移送するためにもホッパーは大径であることが好ましい。そのため、一般的なホッパーとしては、上部側が大径で、下方に進むに従い小径となるいわゆる漏斗状の形状をしたものがよく用いられる。

【0006】

しかしながら、材料供給装置を複数並べて配置しようとする場合に、ホッパーが大径だとスペース上の困難を生じる場合がある。また、従来のスクリューの構造のままホッパーを小径化すると、スクリューの軸とスクリューの羽根との間に食品原料が滞留する事象が生じやすくなり、スクリュー回転と共に食品原料が連れ回ってしまって、食品原料の吐出口への移送が困難となる場合がある。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、ホッパーを小径化することができ、かつ、効率よく食品原料等の粘性材料を吐出口へと移送することのできる材料移送装置及び材料供給装置を提供することを例示的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての材料移送装置は、略円筒形状のホッパー内に貯留された粘性材料を前記ホッパーの下方に形成された吐出口へ向けて移送するために、前記ホッパー内に配置されて前記ホッパーの円筒中心と略一致する中心軸周りに回転する材料移送装置であって、上部構造と、下部構造とを有し、前記上部構造は、前記ホッパーの内壁と所定間隔を維持しつつ前記内壁に沿って回転することにより前記粘性材料を前記内壁から掻き落とすスクレーパ部と、前記スクレーパ部の下方に位置し、掻き落とされた前記粘性材料を前記下部構造に向けて移送するフィン部と、を有し、前記下部構造は、前記上部構造の下方に位置し、前記フィン部によって移送された前記粘性材料を螺旋回転により前記吐出口へと移送するスクリュー部を有する。

【0009】

本発明の他の例示的側面としての材料供給装置は、上記の材料移送装置と、前記ホッパーと、を備えている。

【0010】

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ホッパーを小径化することができ、かつ、効率よく食品原料等の粘性材料を吐出口へと移送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係るティスペンサーの概略構成図である。

【図2】図１のディスペンサーの縦方向断面図である。

【図3】図１の回転体の全体構成の概略を示す外観図である。

【図4】図３の回転体の側方図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［実施形態］
＜ディスペンサー１＞
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態に係るディスペンサー（材料供給装置）１の概略構成図である。図１において、上方向と下方向とを矢印によって示している。ディスペンサー１は、その投入口１ａから投入された流動性を有する食品原料（粘性材料）２を貯留し、その吐出口１ｂから食品原料２を吐出して次工程へと供給するものである。

【0014】

ディスペンサー１は、その下流側に食品加工装置やベルトコンベア装置等（いずれも不図示）が配置された場合には、それら装置に食品原料２を供給する。ディスペンサー１による食品原料２の供給は、回転体（材料移送装置）３を回転駆動するモーター（駆動源）４の動作をコントローラー（制御装置）５により制御することにより調整されるが詳細は説明を省略する。

【0015】

また、ディスペンサー１は、例えば食品用３Ｄプリンターの一部として構成されてもよい。ディスペンサー１の下流側に、例えばＸＹＺの３軸方向に制御可能な制御テーブルが配置され、又は、半径方向位置（ｒ）及び回転角度位置（θ）が制御可能な回転テーブルが配置されることで、食品原料２を用いた３次元形状の造形物を形成することもできる。

【0016】

食品原料２としては、例えば、あん、クリーム、餅、洋菓子や和菓子用の生地等、流動性を有する種々の粘性材料を想定することができる。もちろん食品原料に限らず、このディスペンサー１を樹脂材料、粘土、ゴム等の粘性材料に適用することも可能である。

【0017】

ディスペンサー１は、ホッパー６と回転体３とを有して大略構成される。本実施形態では、ディスペンサー１は、更にモーター４、コントローラー５を有している。ホッパー６内に投入された食品原料２は、回転体３の回転により吐出口１ｂから吐出される。回転体３は、モーター４により中心軸Ｘ周りに回転可能であり、その回転制御は、コントローラー５によるモーター４の駆動制御により実行される。

【0018】

モーター４としては、例えば、ステッピングモーター、ＡＣサーボモーター、ＤＣモーター等の公知の駆動源が適用可能である。コントローラー５としては、プログラマブルシーケンサ、リレースイッチ、プログラム実行可能なコンピュータ等、公知の制御装置が適用可能である。

【0019】

＜ホッパー６＞
図２は、ディスペンサー１の縦方向断面図である。図２において、上方向と下方向とを矢印によって示している。ホッパー６は、投入された食品原料２を内部に貯留することができる容器であり、略円筒形状を呈している。ホッパー６の上部には投入口１ａが開口形成されており、この投入口１ａからホッパー６内部に食品原料２を投入することができるようになっている。また、ホッパー６の下部には吐出口１ｂが開口形成されており、ホッパー６内部の食品原料２が、この吐出口１ｂからホッパー６外へと吐出されるようになっている。

【0020】

ホッパー６は、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属材料で形成されてもよいが、樹脂材料により形成されてもよい。ホッパー６は、上下方向に延びるように設置される。ここで、上下方向を縦方向ともいう。また、上下方向に直交する左右方向を横方向ともいう。ホッパー６の横方向円断面の中心位置、すなわちホッパー６の円筒中心には、上下方向に延びる中心軸Ｘが仮想的に想定される。
ホッパー６は縦方向、すなわち中心軸Ｘの延長方向に沿って延びる円筒形状であるので、その内壁６ａも縦方向に沿って延びる形状である。ホッパー６の内壁６ａの形状は、横方向断面において円形であり、縦方向断面において直線状である。その内壁６ａの少なくとも一部、好ましくは大部分が、後述する回転体３のスクレーパ部８ａと対向するようになっている。

【0021】

＜回転体３＞
回転体３は、ホッパー６内の食品原料２を吐出口１ｂへ向けて移送するためのものである。回転体３は、ホッパー６の内壁６ａに付着した食品原料２を掻き落とす機能と、掻き落とされた食品原料２を吐出口１ｂへ向けて移動させる機能とを有する。

【0022】

図３は、回転体３の全体構成の概略を示す外観図である。回転体３は、ホッパー６内に配置され、中心軸Ｘ周りに回転可能とされている。回転体３は、モーター４に接続され、モーター４はコントローラー５に接続されている。コントローラー５からの制御信号に基づきモーター４が動作することにより、回転体３の中心軸Ｘ周りの回転が駆動制御される。

【0023】

回転体３は、上部構造８と下部構造９とを有して大略構成される。なお、主として上部構造８が掻き落とし機能を発揮し、下部構造９が移動機能を発揮する。上部構造８の一部は、移動機能も有する。

【0024】

＜上部構造８＞
上部構造８は、スクレーパ部８ａとフィン部８ｂとを有する。上部構造８は図２及び図３に示すように、平板状部材によって構成され、全体としてその輪郭が平面視略矩形に形成されている。輪郭の内側には中空部８ｃが形成される。

【0025】

＜スクレーパ部８ａ＞
平面視略矩形状の上部構造８において、その縦方向に延長する辺に相当する部分がスクレーパ部８ａを構成する。スクレーパ部８ａは、ホッパー６の内壁６ａと所定間隔ｔを維持しつつ内壁６ａに沿って回転することにより、内壁６ａに付着した食品原料２を掻き落とす。所定間隔は、２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0026】

スクレーパ部８ａは、内壁６ａとスクレーパ部８ａとが対向する範囲Ｄの略全体において実質的に上記の所定間隔だけ離間していることが好ましい。それにより、内壁６ａに付着する食品原料２の大部分をきれいに掻き落とすことができる。ここで、範囲Ｄは、中心軸Ｘに沿った方向におけるホッパー６の寸法Ｈの５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。また、中心軸Ｘに沿った方向におけるホッパー６の寸法Ｈのうち、横断面の円形状が同一半径を呈する円筒形状部分の寸法をＨ２としたとき、範囲Ｄは、寸法Ｈ２の７０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。

【0027】

なお、本実施形態では、ホッパー６が略円筒形状をしており、内壁６ａもスクレーパ部８ａも縦方向に略直線状に延びているが、ホッパー６の形状は必ずしも略円筒形状に限定されない。例えば、ホッパー６の側面が曲面であり、その横方向断面における円半径が徐々に変化するものであってもよい。この場合においては、上部構造８の輪郭が平面視略矩形状でなく、スクレーパ部８ａが内壁６ａに沿うような曲線形状を呈してもよい。内壁６ａとスクレーパ部８ａとの間隔が、その対向する範囲Ｄにおいて上記の所定間隔であれば、本実施形態と同様に、内壁６ａに付着する大部分の食品原料２を掻き落とすことができる。なお、上部構造８に中空部８ｃが形成されているので、掻き落とされた食品原料２は、中空部８ｃを経由してフィン部８ｂへと落下することができる。

【0028】

＜フィン部８ｂ＞
平面視略矩形状の上部構造８において、その横方向、すなわち中心軸Ｘから放射状に延びる下辺に相当する部分がフィン部８ｂを構成する。フィン部８ｂは、スクレーパ部８ａによって掻き落とされた食品原料２を下部構造９へ向けて移送するものである。フィン部８ｂは、図２及び図３に示すように、傾斜面８ｄを有している。傾斜面８ｄは、中心軸Ｘに対して所定角度α傾斜した面である（図４も参照）。回転体３が回転すると、フィン部８ｃの傾斜面８ｄによって食品原料２に下向きの加圧力が加えられ、食品原料２が下部構造９側へと移送されることとなる。

【0029】

なお、所定角度αは、本実施形態では４５°に設定されているが、これに限られない。所定角度αは、食品原料２の粘性、時間あたりの移送量、回転体３の回転速度等の種々ファクターに基づいて、適宜設定される。上部構造８の下辺がフィン部８ｂとして利用されているので、省スペースでありながら、効率のよい食品原料の下方への移送が実現されている。

【0030】

＜下部構造９＞
下部構造９は、上部構造８の下方に位置し、フィン部８ｂによって移送された食品原料２を螺旋回転により吐出口１ｂへと移送するものである。下部構造９は、スクリュー部９ａを有する。スクリュー部９ａは、螺旋状に形成されており、回転体３が中心軸Ｘ周りに回転すると、スクリュー部９ａによって食品原料２の吐出口１ｂへの移送が実現される。

【0031】

スクリュー部９ａは、ホッパー６の筒状内部における下方部分に対応する位置に配置される。本実施形態では、ホッパー６の下方部分は、徐々に絞った形状（横方向断面の円形状の半径が小さくされた形状）を呈しており、スクリュー部９ａの外形形状もそれに応じた形状とされている。具体的には、ホッパー６の内径が最小である部分において、当該内径とスクリュー部９ａの外径とが略同一径とされ、双方の隙間が極めて小さい状態とされる。これにより、ホッパー６の吐出口１ｂからの食品原料２の吐出において、吐出圧を充分に確保することができ、結果的に正確な吐出量の制御が可能となる。

【0032】

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、スクレーパ部８ａにおいて、内壁６ａと対向する対向面８ｅ（図３参照）は、本実施形態のように、横方向断面において中心軸Ｘからの半径方向に直交する面であってもよい。更に、対向面８ｅの近傍に面取り部１０が形成されていてもよい。また、対向面８ｅ自体が、中心軸Ｘからの半径方向に対して９０°でなく一定の角度を有するように構成され、回転体３の回転方向に対して対向面８ｅが鋭角又は鈍角を構成してもよい。

【0033】

なお、本発明は以下の趣旨を含むものとする。

【0034】

（趣旨１）
略円筒形状のホッパー内に貯留された粘性材料を前記ホッパーの下方に形成された吐出口へ向けて移送するために、前記ホッパー内に配置されて前記ホッパーの円筒中心と略一致する中心軸周りに回転する材料移送装置であって、
上部構造と、下部構造とを有し、
前記上部構造は、
前記ホッパーの内壁と所定間隔を維持しつつ前記内壁に沿って回転することにより前記粘性材料を前記内壁から掻き落とすスクレーパ部と、
前記スクレーパ部の下方に位置し、掻き落とされた前記粘性材料を前記下部構造に向けて移送するフィン部と、を有し、
前記下部構造は、前記上部構造の下方に位置し、前記フィン部によって移送された前記粘性材料を螺旋回転により前記吐出口へと移送するスクリュー部を有する、材料移送装置。

【0035】

（趣旨２）
前記上部構造は、輪郭が平面視略矩形に形成され、かつその輪郭の内側に中空部が形成され、前記スクレーパ部によって掻き落とされた前記粘性材料が前記中空部を経由して前記フィン部へと落下するようになっていてもよい。

【0036】

（趣旨３）
前記フィン部は、前記中心軸から放射状に延びて形成され、前記中心軸に対して傾斜した傾斜面を有してもよい。

【0037】

（趣旨４）
前記内壁と前記スクレーパ部とは、前記内壁と前記スクレーパ部とが対向する範囲の略全体において実質的に一定の所定間隔だけ離間していてもよい。

【0038】

（趣旨５）
前記内壁と前記スクレーパ部とが対向する範囲が、前記ホッパーの前記中心軸に沿った方向における寸法の５０％以上であってもよい。

【0039】

（趣旨６）
前記所定間隔が、２ｍｍ以下であってもよい。

【0040】

（趣旨７）
上記の材料移送装置と、前記ホッパーと、を備えた材料供給装置。

【符号の説明】

【0041】

α：所定角度
Ｄ：範囲
Ｈ、Ｈ２：寸法
ｔ：所定間隔
Ｘ：中心軸
１：ディスペンサー（材料供給装置）
１ａ：投入口
１ｂ：吐出口
２：食品原料（粘性材料）
３：回転体（材料移送装置）
４：モーター（駆動源）
５：コントローラー（制御装置）
６：ホッパー
６ａ：内壁
８：上部構造
８ａ：スクレーパ部
８ｂ：フィン部
８ｃ：中空部
８ｄ：傾斜面
８ｅ：対向面
９：下部構造
９ａ：スクリュー部
１０：面取り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】