定量材料塊製造装置および方法
【課題】米飯を精度よく目標重量で計量する。
【解決手段】最終目標重量値より少ない設定重量値を目標とした主計量飯Ｒｍを生成して重量を計量しながら搬送する第１の処理部Ｍ１と、第１の処理部Ｍ１の搬送方向下流側に配置され、主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充計量飯Ｒｓを生成して主計量飯Ｒｍに補充するとともにこれらの重量を計量しながら搬送する第２の処理部Ｍ２と、第２の処理部Ｍ２で計量された重量に主計量飯分配比率を乗じて得られた重量値と設定重量値との重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するように第１の処理部Ｍ１を制御する第１の制御、および補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する第２の制御を実行する制御部３１，３２とを有する。
【解決手段】最終目標重量値より少ない設定重量値を目標とした主計量飯Ｒｍを生成して重量を計量しながら搬送する第１の処理部Ｍ１と、第１の処理部Ｍ１の搬送方向下流側に配置され、主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充計量飯Ｒｓを生成して主計量飯Ｒｍに補充するとともにこれらの重量を計量しながら搬送する第２の処理部Ｍ２と、第２の処理部Ｍ２で計量された重量に主計量飯分配比率を乗じて得られた重量値と設定重量値との重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するように第１の処理部Ｍ１を制御する第１の制御、および補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する第２の制御を実行する制御部３１，３２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定量材料塊製造装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所望の目標重量とした米飯などの材料塊を製造する装置が知られている。このような装置では、材料塊を計量コンベアで計測し、その計測値と目標重量値との重量差に応じて材料の供給量を調整している。
【０００３】
すなわち、原材料から所定長さに分割されて搬送される材料塊を計量コンベアで移送しつつ計量し、材料の送り量や切断スピード等を調整することで材料塊の重量を増減し、目標重量の材料塊を得ている。
【０００４】
なお、このような定量材料塊の製造装置としては、例えば特許第２６３８７４２号明細書に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６３８７４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、所定長さに分割されて間欠的に順次搬送される材料塊が米飯などのように隙間がある場合には密度が不均一となり、上述した製造装置では材料塊を精度よく目標重量値で計量することが困難である。
【０００７】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、材料塊を精度よく目標重量で計量することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の定量材料塊製造装置は、最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成し、当該主材料塊の重量を計量しながら搬送する第１の処理手段と、前記第１の処理手段の搬送方向下流側に配置され、前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成し、当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する第２の処理手段と、前記第２の処理手段で計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成するように前記第１の処理手段を制御する第１の制御、および前記補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第２の制御を実行する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記第１の分配比率は、前記設定重量値の前記最終目標重量値に対する比率、または前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量の前記最終目標重量値に対する比率であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記制御手段は、前記第１の重量値と前記設定重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第１の制御を実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第３の制御をさらに実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の重量値と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第３の制御を実行することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第４の制御をさらに実行することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項６記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第４の制御を実行することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、上記請求項１〜７の何れかに記載の発明において、前記第１の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の主材料塊を生成する分割部、および生成された前記シート状の主材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を有し、前記第２の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の補充材料塊を生成する分割部、および前記第１の処理手段の計量搬送部から送られた前記主材料塊に前記補充材料塊を補充してこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する搬送部を有し、前記制御手段は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御および前記第４の制御の少なくとも何れかの制御の実行においては、前記第１のローラ対の駆動制御、前記第２のローラ対の間隔制御および前記分割部の動作タイミング制御の少なくとも何れかの制御により前記主材料塊および前記補充材料塊の重量を調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１〜８の何れかに記載の発明において、前記主材料塊および前記補充材料塊は米飯で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１０に記載の本発明の定量材料塊製造方法は、最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成して当該主材料塊の重量を計量する第１のステップと、前記第１のステップで計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成して当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量する第２のステップとを有し、前記第１のステップでは、前回の前記第２のステップで計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、前記第２のステップでは、計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成することを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、前記第２のステップでは、計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補充材料塊が主材料塊に補充された実際の材料塊の重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成する制御と、主材料塊の重量と最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成する制御を実行し、補充材料塊を主材料塊に補充するようにしているので、材料塊を精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置を示す概略図である。
【図２】図１の定量米飯製造装置における制御系を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造に係るフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での主計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での補充計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での変形例としての補充計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の定量米飯製造装置（定量材料塊製造装置）Ｍは、キャスタ１によって移動可能とされた台座２上に第１の計量コンベア（計量搬送部）３、第２の計量コンベア（計量搬送部）４、および払出コンベア５が搬送方向上流側から下流側に沿って配置されている。
【００２４】
また、第１の計量コンベア３の上方および第２の計量コンベア４の上方には、米飯（材料）をシート状に成形して計量コンベア３，４上に送り出す送出部６，７がそれぞれ配置されている。
【００２５】
さらに、送出部６と第１の計量コンベア３との間には、送出部６から送り出された米飯Ｒ（図２）を搬送方向と交差する方向（ここでは、搬送方向とほぼ直交した方向）に分割して所定長の主計量飯Ｒｍ（主材料塊）を生成するためのカッタ（分割部）８が配置されている。そして、カッタ８で分割生成された主計量飯Ｒｍは第１の計量コンベア３に載せられる。
【００２６】
一方、送出部７と第２の計量コンベア４との間にも、送出部７から送り出された米飯Ｒを搬送方向と交差する方向（ここでは、搬送方向とほぼ直交した方向）に分割して所定長の米飯（以下、送出部７から送り出されてカッタ９で分割された米飯を「補充計量飯Ｒｓ（補充材料塊）」という。）を生成するためのカッタ（分割部）９が配置されている。そして、カッタ９で分割生成された補充計量飯Ｒｓは第２の計量コンベア４に載せられる。
【００２７】
第１の計量コンベア３および第２の計量コンベア４には、当該計量コンベア３，４に載せられた米飯の重量を計量するためのロードセル３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。
【００２８】
そして、第１の計量コンベア３、ロードセル３ａ、送出部６およびカッタ８で第１の処理部Ｍ１（第１の処理手段）が構成される。また、第２の計量コンベア４、ロードセル４ａ、送出部７およびカッタ９で第２の処理部Ｍ２（第２の処理手段）が構成される。
【００２９】
このような定量米飯製造装置Ｍにより、送出部６から送り出されたシート状に連続した米飯Ｒがカッタ８で分割されることにより主計量飯Ｒｍが生成され、第１の計量コンベア３に載せられる。そして、第１の計量コンベア３にて重量が計量されながら搬送され、第２の計量コンベア４へ移送される。
【００３０】
一方、送出部７から送り出されたシート状に連続した米飯Ｒもカッタ９で分割されることにより補充計量飯Ｒｓが生成され、第２の計量コンベア４で搬送されている主計量飯Ｒｍの上に載せられる。そして、第２の計量コンベア４から払出コンベア５へと移され、次工程を実行するための装置（例えば、計量された米飯を所定の形状に成形（例えば三角形のおにぎり形状に成形）するための成形装置）に払い出される。
【００３１】
台座２の側方（図１において右側）には、上下方向に延びる一対の縦レール１０に沿って米飯容器１１を昇降させるリフタ１２が設けられている。このリフタ１２によって米飯容器１１は上部に設置されたホッパ１３の位置まで持ち上げられ、リフタ１２の上端に設けられた反転部１４によってホッパ１３に向けて上下反転されることにより、米飯容器１１内の米飯Ｒがホッパ１３に投入される。
【００３２】
ホッパ１３は前述した送出部６および送出部７に共通して対応するよう設けられている。ホッパ１３内には、投入された米飯Ｒを解すための第１の解しローラ、第１の解しローラに解された米飯Ｒを送出部６および送出部７に搬送するための搬送ローラ、および搬送ローラに搬送された米飯Ｒをさらに解すための第２の解しローラ（何れのローラも図示せず）が設けられている。さらに、ホッパ１３と送出部６および送出部７との境界部分には、ホッパ１３内の米飯Ｒを送出部６と送出部７とに分岐する分岐板２２が設置されている。したがって、第２の解しローラに解された米飯Ｒは、分岐板２２に分岐されて前述した送出部６および送出部７に導入される。
【００３３】
送出部６内には、ホッパ１３からの米飯Ｒを導入するための導入ローラ２１が設けられている。また、導入ローラ２１の下方には、左右一対で合計２段となった第１のローラ対１５が上下方向に配置されている。この第１のローラ対１５は、上段に位置する第１のローラ対１５ａの間隔よりも下段に位置する第１のローラ対１５ｂの間隔の方が狭くなっている。したがって、米飯Ｒが第１のローラ対１５ａ，１５ｂにより上方より下方へ送られることによって、シート状に圧縮成形される。
【００３４】
さらに、第１のローラ対１５の下方には、左右一対で合計２段となった第２のローラ対１６が上下方向に配置されている。ここで、第１のローラ対１５の間隔よりも下方に位置する第２のローラ対１６の間隔の方が狭くなっている。また、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっている。
【００３５】
したがって、第１のローラ対１５により米飯Ｒが上方より下方へと圧縮されながら送られる。そして、第２のローラ対１６へと送られることによってさらに圧縮されてシート状に成形される。そして、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっていることから、第１のローラ対１５から送られたシート状の連続した米飯Ｒは、第２のローラ対１６の間隔に応じて厚みが調整されて送り出される。
【００３６】
また、送出部７内には、左右で一対となった第１のローラ対１７が配置されている。この第１のローラ対１７の下方には、左右一対で合計２段となった第２のローラ対１８が上下方向に配置されている。ここで、送出部６内と同様、第１のローラ対１７の間隔よりも下方に位置する第２のローラ対１８の間隔の方が狭くなっている。また、第２のローラ対１８は相互に接近離間可能になっている。
【００３７】
したがって、第１のローラ対１７により米飯Ｒが上方より下方へ圧縮しながら送られ，続いて第２のローラ対１８へと送られることによってさらに圧縮されてシート状に成形される。そして、第１のローラ対１７から送られたシート状の連続した米飯Ｒは、第２のローラ対１８の間隔に応じて厚みが調整されて送り出される。
【００３８】
ホッパ１３の側方（図１において左側）には、生成される米飯の最終目標重量値Ｔや主計量飯Ｒｍの設定重量値Ｔｍ、主計量飯Ｒｍや補充計量飯Ｒｓの重量の許容値などの設定を行う操作パネル１９、および定量米飯製造装置Ｍの駆動および停止などを行う操作スイッチ２０が設けられている。したがって、作業者は操作パネル１９および操作スイッチ２０を適宜操作することにより、定量米飯製造装置Ｍによる米飯の計量を行う。
【００３９】
次に、前述した構成を有する定量米飯製造装置Ｍの制御系について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２において、定量米飯製造装置Ｍは、第１の制御部３１（制御手段）および第２の制御部３２（制御手段）により動作が制御されている。第１の制御部３１には第２の制御部３２に設けられた第２の重量検出器３４が接続されており、ロードセル４ａで計量されて第２の重量検出器３４で検出された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗが入力される。また、第２の制御部３２には第１の重量検出器３３および第２の重量検出器３４が接続されており、ロードセル３ａで計量されて第１の重量検出器３３で検出された主計量飯Ｒｍの重量、ならびにロードセル４ａで計量されて第２の重量検出器３４で検出された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗが入力される。なお、本実施の形態では、第１の制御部３１と第２の制御部３２とに分かれているが、制御部３１，３２は一体となっていてもよい。
【００４１】
第１の処理部Ｍ１では、前述した操作パネル１９により、計量される米飯の最終目標重量値Ｔよりも少ない重量に設定された設定重量値Ｔｍを目標とした主計量飯Ｒｍを生成するように設定される。そして、第１の制御部３１は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１（第１の分配比率）を乗じて得られた第１の重量値と設定重量値Ｔｍとの重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するように第１の処理部Ｍ１を制御する（第１の制御・フィードバック制御）。
【００４２】
また、第２の制御部３２は、第１の処理部Ｍ１のロードセル３ａで計量された主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値Ｔとの重量差である補充重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第２の制御・フィードフォワード制御）。
【００４３】
さらに、第２の制御部３２は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２（第２の分配比率）を乗じて得られた第２の重量値と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第３の制御・フィードバック制御）。ここで、補充計量飯分配比率Ｋ２とは、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率を指し、例えば主計量飯分配比率Ｋ１が９５％であれば、補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９５）％、つまり５％となる。
【００４４】
そして、第２の制御部３２は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された重量から得られた補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第４の制御・フィードバック制御）。
【００４５】
但し、第３の制御と第４の制御とは、何れかが選択的に実行される。つまり、第３の制御が実行されるときには第４の制御は実行されず、逆に第４の制御が実行されるときには第３の制御は実行されない。なお、第３の制御または第４の制御の何れか一方の制御のみが実行されるようになっていてもよい。
【００４６】
なお、本実施の形態において、第１の制御部３１では、第１の重量値と設定重量値Ｔｍとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第１の制御を実行する。また、第２の制御部３２では、第２の重量値と補充重量値Ｔｓとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第３の制御を実行する。さらに、第２の制御部３２では、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された重量から補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第４の制御を実行する。
【００４７】
ここで、第１の制御部３１および第２の制御部３２は、第１のローラ対１６，１８の駆動制御、第２のローラ対１６，１８の間隔制御、およびカッタ８，９の動作タイミング制御を行っている。そして、第１の制御、第２の制御、第３の制御および第４の制御における主計量飯Ｒｍあるいは補充計量飯Ｒｓの重量は、これらの制御の何れかあるいは全てを実行することにより調整される。なお、第１のローラ対１６，１８の駆動制御は、第１のローラ対１６，１８を駆動するモータ（図示せず）の速度またはトルクを制御することにより実行される。
【００４８】
但し、制御部３１，３２は必ずしもこれら３種類の制御を行っている必要はなく、少なくとも何れか一つの制御を行っていればよい。また、これらの制御以外により主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの重量を調整してもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態の定量米飯製造装置Ｍの第１の制御部３１および第２の制御部３２による重量制御について、図３〜図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００５０】
米飯Ｒがホッパ１３に投入され、送出部６の第２のローラ対１６が所定の間隔にセットされて第１のローラ対１５が回転を開始し、第１の計量コンベア３および第２の計量コンベア４が周回移動を開始する。そして、図３において、第１の制御部３１により、送出部６からシート状に成型された連続した米飯Ｒが送り出され、カッタ８で分割されて主計量飯Ｒｍが生成される（ステップＳ１）。
【００５１】
ここで、最終目標重量値Ｔを例えば１００ｇとした場合、ステップＳ１においては、最終目標重量値Ｔである１００ｇよりも少ない重量（例えば９５ｇ）を目標とした主計量飯Ｒｍが生成されるように設定重量値Ｔｍが設定される。なお、この設定は前述の操作パネル１９で行われる。
【００５２】
生成された主計量飯Ｒｍは第１の計量コンベア３に載せられ、ロードセル３ａにより主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍの計量（ステップＳ２）および搬送が行われる。計量結果は第２の制御部３２に送られる。なお、ここでの計量結果は、例えば９４ｇとする。
【００５３】
次に、計量結果を受けて、第２の制御部３２において、補充重量値Ｔｓ（＝Ｔ−Ｗｍ）の算出が行われる（ステップＳ３）。すなわち、最終目標重量値Ｔが１００ｇであり、生成された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍは９４ｇであることから、ここでは６ｇが補充重量値Ｔｓとして算出される。
【００５４】
このようにして補充重量値Ｔｓが算出されたならば、第２の制御部３２により、当該重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓが生成される（ステップＳ４）。すなわち、送出部７の第２のローラ対１８が所定の間隔にセットされて第１のローラ対１７が回転を開始する。そして、送出部７から米飯Ｒが送り出され、カッタ９で分割されて、補充重量値Ｔｓである４ｇを目標とした補充計量飯Ｒｓが生成される。なお、生成された補充計量飯Ｒｓは第１の計量コンベア３から第２の計量コンベア４に流れてきた主計量飯Ｒｍの上に補充される。
【００５５】
補充計量飯Ｒｓが補充された第２の計量コンベア４上の主計量飯Ｒｍは、ロードセル４ａにより合計重量Ｗが計量される（ステップＳ５）。計量結果は第１の制御部３１および第２の制御部３２に送られる。
【００５６】
そして、ステップＳ６において、定量米飯製造装置Ｍの動作が停止する場合にはそのまま終了し、停止しない場合には、次のステップに移行する。
【００５７】
なお、本実施の形態において、以上に説明したステップＳ２〜ステップＳ４が第２の制御に相当する。
【００５８】
さて、ステップＳ６において定量米飯製造装置Ｍの動作が停止しない場合には、主計量補正量の決定処理（ステップＳ７）および補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）が実行され、その後前述の主計量飯Ｒｍの生成（ステップＳ１）に戻る。
【００５９】
主計量補正量の決定処理（ステップＳ７）について、図４を用いて説明する。
【００６０】
当該処理では、第１の制御部３１において、最初に主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）の算出が行われる（ステップＳ７１）。すなわち、第２の処理部Ｍ２（のロードセル４ａ）において直前の回に計量された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍと補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１を乗じて得られた第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）から設定重量値Ｔｍを引いて主計量偏差Ｓｍを算出する。
【００６１】
本実施の形態において、主計量飯分配比率Ｋ１は設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）である。したがって、設定重量値Ｔｍと最終目標重量値Ｔとが設定されれば、主計量飯分配比率Ｋ１は自動的に設定されることとなる。ここでの設定重量値Ｔｍは９５ｇ、最終目標重量値Ｔは１００ｇに設定されることから、主計量飯分配比率Ｋ１は（９５／１００）％、つまり９５％となる。そして、合計重量Ｗを例えば１０２ｇとすると、第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）は９６．９ｇとなり、主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）は（９６．９−９５）ｇ、つまり１．９ｇとなる。
【００６２】
なお、以下に説明する補充計量補正量の決定処理を含め、本実施の形態では偏差を用いて処理を行っているが、複数回計量された重量Ｗｍ，Ｗｓの平均値と設定重量値Ｔｍ，補充重量値Ｔｓとの差を用いて処理を行ってもよい。
【００６３】
さて、ステップＳ７１において主計量偏差Ｓｍが算出されたならば、この主計量偏差Ｓｍが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋、主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋が例えば＋３ｇ、主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−が例えば−３ｇに設定されているとする。
【００６４】
さて、ステップＳ７２に移行して、主計量偏差Ｓｍが主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ７３に移行して主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋内となるようにマイナス補正され、主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６５】
本実施の形態の場合にはステップＳ７２において主計量偏差Ｓｍは１．９ｇであり主計量偏差Ｓｍが主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋以上ではないために、ステップＳ７３には移行せずにステップＳ７４に移行し、主計量偏差Ｓｍが主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−以下かどうかが判断される。そして、そうであればステップＳ７５に移行して主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−内となるようにプラス補正され、主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６６】
本実施の形態の場合にはステップＳ７２において主計量偏差Ｓｍは１．９ｇであり主計量偏差Ｓｍが主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−以下ではないために、ステップＳ７５には移行せずにステップＳ７６に移行し、補正されることなく主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６７】
なお、マイナス補正の場合およびプラス補正の場合、本実施の形態では設定重量値Ｔｍとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００６８】
なお、以上の主計量補正量の決定処理が第１の制御に相当する。
【００６９】
次に、補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）について、図５を用いて説明する。
【００７０】
当該処理では、第２の制御部３２において、最初に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ・Ｋ２）の算出が行われる（ステップＳ８１）。前述のように、ステップＳ５における合計重量Ｗの計量結果は第２の制御部３２に送られることから、第２の制御部３２では、合計重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２を乗じて得られた第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）を推定的に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとする。
【００７１】
補充計量飯分配比率Ｋ２とは、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率である。前述したように、ここでの主計量飯分配比率Ｋ１は９５％であることから、補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９５）％、つまり５％となる。そして、合計重量Ｗが例えば１０２ｇであるので、第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）つまり補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは５．１ｇとなる。
【００７２】
次に、このようにして算出された補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓから補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）の算出が行われる（ステップＳ８２）。すなわち、補充計量飯Ｒｓの重量ＷｓからステップＳ３で算出された補充重量値Ｔｓを引いて補充計量偏差Ｓｓを算出する。ここでの補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは５．１ｇ、補充重量値Ｔｓは６ｇであることから、補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）は（５．１−６）ｇ、つまり−０．９ｇとなる。
【００７３】
さて、ステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓが算出されたならば、この補充計量偏差Ｓｓが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋が例えば＋１ｇ、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が例えば−１ｇに設定されているとする。
【００７４】
さて、ステップＳ８３に移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ８４に移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７５】
本実施の形態の場合にはステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓは−０．９ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上ではないために、ステップＳ８４には移行せずにステップＳ８５に移行し、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下かどうかが判断される。そして、そうであればステップＳ８６に移行して補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−内となるようにプラス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７６】
本実施の形態の場合にはステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓは−０．９ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下ではないために、ステップＳ８６には移行せずにステップＳ８７に移行し、補正されることなく補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７７】
なお、マイナス補正の場合およびプラス補正の場合、本実施の形態では補充重量値Ｔｓとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００７８】
なお、以上の補充計量補正量の決定処理が第３の制御に相当する。
【００７９】
ここで、以上の説明においては、主計量飯分配比率Ｋ１は、設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）となっているが、第１の処理部Ｍ１（のロードセル３ａ）で計量された主材料塊Ｒｍの重量Ｗｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（重量Ｗｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いてもよい。
【００８０】
この場合、前述したように主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍを９４ｇ、最終目標重量値Ｔを１００ｇとしたならば、主計量飯分配比率Ｋ１は（９４／１００）％、つまり９４％となる。したがって、ステップＳ７１で算出される主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）は、合計重量Ｗが１０２ｇ、設定重量値Ｔｍが９５ｇであるから、（１０２×０．９４−９５）ｇ、つまり０．８８ｇとなる。
【００８１】
また、補充計量飯分配比率Ｋ２は１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率であるから、この場合の補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９４）％、つまり６％となる。したがって、ステップＳ８１で算出される補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ・Ｋ２）は、（１０２×０．０６）ｇ、つまり６．１２ｇとなる。また、ステップＳ８２で算出される補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）は、（６．１２−６）ｇ、つまり０．１２ｇとなる。
【００８２】
なお、主計量飯分配比率Ｋ１として主材料塊Ｒｍの重量Ｗｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（重量Ｗｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いた場合には、設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いた場合のように固定的な比率とはならず、計量されたその都度の重量Ｗｍごとに異なる変動的な比率となる。また、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率である補充計量飯分配比率Ｋ２も、同様に変動的な比率となる。
【００８３】
次に、補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）の変形例について、図６を用いて説明する。
【００８４】
当該処理では、第２の制御部３２において、最初に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ−Ｗｍ）の算出が行われる（ステップＳ８１ａ）。前述のように、ステップＳ２における主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍの計量結果、およびステップＳ５における合計重量Ｗの計量結果は第２の制御部３２に送られることから、第２の制御部３２では、合計重量Ｗから主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍを引いて補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓを算出する。ここで、合計重量Ｗが例えば１０２ｇ、主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍは例えば９４ｇであることから、補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは８ｇとなる。
【００８５】
次に、このようにして算出された補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓから補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）の算出が行われる（ステップＳ８２ａ）。すなわち、補充計量飯Ｒｓの重量ＷｓからからステップＳ３で算出された補充重量値Ｔｓを引いて補充計量偏差Ｓｓを算出する。ここでの補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは８ｇ、補充重量値Ｔｓは６ｇであることから、補充計量偏差Ｓｓは＋２ｇとなる。
【００８６】
さて、ステップＳ８２ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが算出されたならば、この補充計量偏差Ｓｓが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋が例えば＋１ｇ、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が例えば−１ｇに設定されているとする。
【００８７】
さて、ステップＳ８３ａに移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ８４ａに移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００８８】
本実施の形態の場合にはステップＳ８３ａにおいて補充計量偏差Ｓｓは＋２ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上であるために、ステップＳ８４ａに移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００８９】
なお、後述のプラス補正の場合を含め、本実施の形態では補充重量値Ｔｓとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００９０】
ここで、ステップＳ８３ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上ではない場合、ステップＳ８５ａに移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下かどうかが判断される。そして、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下の場合には、ステップＳ８６ａに移行して補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−内となるようにプラス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００９１】
また、ステップＳ８５ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以上でもない場合には、ステップＳ８７ａに移行して補正されることなく補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００９２】
なお、以上の補充計量補正量の決定処理の変形例が第４の制御に相当する。
【００９３】
このように、本実施の形態の定量米飯製造装置Ｍによれば、第２の処理部Ｍ２で計量された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍと補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１を乗じて得られた第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）と設定重量値Ｔｍとの重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するフィードバック制御としての第１の制御と、第１の処理部Ｍ１で計量された主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値Ｔとの重量差である補充重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓを生成するフィードフォワード制御としての第２の制御を実行し、補充計量飯Ｒｓを主計量飯Ｒｍに補充するようにしているので、米飯などの材料塊を精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９４】
また、第２の処理部Ｍ２で計量された重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２を乗じて得られた第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するフィードバック制御としての第３の制御を実行するようにしているので、米飯などの材料塊をより一層精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９５】
あるいは、第２の処理部Ｍ２で計量された重量Ｗから得られた補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するフィードバック制御としての第４の制御を実行するようにしているので、米飯などの材料塊をより一層精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９６】
なお、本発明では、以上の説明において実行される第３の制御および第４の制御は必須のものではない。そして、第３の制御および第４の制御が実行されない定量米飯製造装置Ｍにあっては、第２の重量検出器３４から第２の制御部３２に至るフィードバック制御系はなくてもよい。
【００９７】
また、主計量飯Ｒｍや補充計量飯Ｒｓの形状は自由に設定が可能であり、シート状に限定されるものではない。
【００９８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上の説明では、本発明の定量材料塊製造装置を米飯の計量に適用した場合が示されているが、材料は米飯に限定されるものではなく、パン生地やピザ生地、団子生地といった様々なものに適用することができる。
【０１００】
また、材料は、食品材料に限定されるものではなく、工業用や農業用等に用いられる食べることのできない材料であってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
３ 第１の計量コンベア
３ａ ロードセル
４ 第２の計量コンベア
４ａ ロードセル
５ 払出コンベア
６，７ 送出部
８，９ カッタ
１５，１５ａ，１５ｂ 第１のローラ対
１６ 第２のローラ対
１７ 第１のローラ対
１８ 第２のローラ対
１９ 操作パネル
２０ 操作スイッチ
２１ 導入ローラ
２２ 分岐板
３１ 第１の制御部
３２ 第２の制御部
３３ 第１の重量検出器
３４ 第２の重量検出器
Ｍ 定量米飯製造装置
Ｍ１ 第１の処理部
Ｍ２ 第２の処理部
Ｒ 米飯
Ｒｍ 主計量飯
Ｒｓ 補充計量飯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定量材料塊製造装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所望の目標重量とした米飯などの材料塊を製造する装置が知られている。このような装置では、材料塊を計量コンベアで計測し、その計測値と目標重量値との重量差に応じて材料の供給量を調整している。
【０００３】
すなわち、原材料から所定長さに分割されて搬送される材料塊を計量コンベアで移送しつつ計量し、材料の送り量や切断スピード等を調整することで材料塊の重量を増減し、目標重量の材料塊を得ている。
【０００４】
なお、このような定量材料塊の製造装置としては、例えば特許第２６３８７４２号明細書に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６３８７４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、所定長さに分割されて間欠的に順次搬送される材料塊が米飯などのように隙間がある場合には密度が不均一となり、上述した製造装置では材料塊を精度よく目標重量値で計量することが困難である。
【０００７】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、材料塊を精度よく目標重量で計量することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の定量材料塊製造装置は、最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成し、当該主材料塊の重量を計量しながら搬送する第１の処理手段と、前記第１の処理手段の搬送方向下流側に配置され、前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成し、当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する第２の処理手段と、前記第２の処理手段で計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成するように前記第１の処理手段を制御する第１の制御、および前記補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第２の制御を実行する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記第１の分配比率は、前記設定重量値の前記最終目標重量値に対する比率、または前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量の前記最終目標重量値に対する比率であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記制御手段は、前記第１の重量値と前記設定重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第１の制御を実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第３の制御をさらに実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の重量値と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第３の制御を実行することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第４の制御をさらに実行することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項６記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第４の制御を実行することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、上記請求項１〜７の何れかに記載の発明において、前記第１の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の主材料塊を生成する分割部、および生成された前記シート状の主材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を有し、前記第２の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の補充材料塊を生成する分割部、および前記第１の処理手段の計量搬送部から送られた前記主材料塊に前記補充材料塊を補充してこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する搬送部を有し、前記制御手段は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御および前記第４の制御の少なくとも何れかの制御の実行においては、前記第１のローラ対の駆動制御、前記第２のローラ対の間隔制御および前記分割部の動作タイミング制御の少なくとも何れかの制御により前記主材料塊および前記補充材料塊の重量を調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１〜８の何れかに記載の発明において、前記主材料塊および前記補充材料塊は米飯で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１０に記載の本発明の定量材料塊製造方法は、最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成して当該主材料塊の重量を計量する第１のステップと、前記第１のステップで計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成して当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量する第２のステップとを有し、前記第１のステップでは、前回の前記第２のステップで計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、前記第２のステップでは、計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成することを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、前記第２のステップでは、計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補充材料塊が主材料塊に補充された実際の材料塊の重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成する制御と、主材料塊の重量と最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成する制御を実行し、補充材料塊を主材料塊に補充するようにしているので、材料塊を精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置を示す概略図である。
【図２】図１の定量米飯製造装置における制御系を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造に係るフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での主計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での補充計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係る定量米飯製造装置における米飯製造での変形例としての補充計量補正量の決定処理に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の定量米飯製造装置（定量材料塊製造装置）Ｍは、キャスタ１によって移動可能とされた台座２上に第１の計量コンベア（計量搬送部）３、第２の計量コンベア（計量搬送部）４、および払出コンベア５が搬送方向上流側から下流側に沿って配置されている。
【００２４】
また、第１の計量コンベア３の上方および第２の計量コンベア４の上方には、米飯（材料）をシート状に成形して計量コンベア３，４上に送り出す送出部６，７がそれぞれ配置されている。
【００２５】
さらに、送出部６と第１の計量コンベア３との間には、送出部６から送り出された米飯Ｒ（図２）を搬送方向と交差する方向（ここでは、搬送方向とほぼ直交した方向）に分割して所定長の主計量飯Ｒｍ（主材料塊）を生成するためのカッタ（分割部）８が配置されている。そして、カッタ８で分割生成された主計量飯Ｒｍは第１の計量コンベア３に載せられる。
【００２６】
一方、送出部７と第２の計量コンベア４との間にも、送出部７から送り出された米飯Ｒを搬送方向と交差する方向（ここでは、搬送方向とほぼ直交した方向）に分割して所定長の米飯（以下、送出部７から送り出されてカッタ９で分割された米飯を「補充計量飯Ｒｓ（補充材料塊）」という。）を生成するためのカッタ（分割部）９が配置されている。そして、カッタ９で分割生成された補充計量飯Ｒｓは第２の計量コンベア４に載せられる。
【００２７】
第１の計量コンベア３および第２の計量コンベア４には、当該計量コンベア３，４に載せられた米飯の重量を計量するためのロードセル３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。
【００２８】
そして、第１の計量コンベア３、ロードセル３ａ、送出部６およびカッタ８で第１の処理部Ｍ１（第１の処理手段）が構成される。また、第２の計量コンベア４、ロードセル４ａ、送出部７およびカッタ９で第２の処理部Ｍ２（第２の処理手段）が構成される。
【００２９】
このような定量米飯製造装置Ｍにより、送出部６から送り出されたシート状に連続した米飯Ｒがカッタ８で分割されることにより主計量飯Ｒｍが生成され、第１の計量コンベア３に載せられる。そして、第１の計量コンベア３にて重量が計量されながら搬送され、第２の計量コンベア４へ移送される。
【００３０】
一方、送出部７から送り出されたシート状に連続した米飯Ｒもカッタ９で分割されることにより補充計量飯Ｒｓが生成され、第２の計量コンベア４で搬送されている主計量飯Ｒｍの上に載せられる。そして、第２の計量コンベア４から払出コンベア５へと移され、次工程を実行するための装置（例えば、計量された米飯を所定の形状に成形（例えば三角形のおにぎり形状に成形）するための成形装置）に払い出される。
【００３１】
台座２の側方（図１において右側）には、上下方向に延びる一対の縦レール１０に沿って米飯容器１１を昇降させるリフタ１２が設けられている。このリフタ１２によって米飯容器１１は上部に設置されたホッパ１３の位置まで持ち上げられ、リフタ１２の上端に設けられた反転部１４によってホッパ１３に向けて上下反転されることにより、米飯容器１１内の米飯Ｒがホッパ１３に投入される。
【００３２】
ホッパ１３は前述した送出部６および送出部７に共通して対応するよう設けられている。ホッパ１３内には、投入された米飯Ｒを解すための第１の解しローラ、第１の解しローラに解された米飯Ｒを送出部６および送出部７に搬送するための搬送ローラ、および搬送ローラに搬送された米飯Ｒをさらに解すための第２の解しローラ（何れのローラも図示せず）が設けられている。さらに、ホッパ１３と送出部６および送出部７との境界部分には、ホッパ１３内の米飯Ｒを送出部６と送出部７とに分岐する分岐板２２が設置されている。したがって、第２の解しローラに解された米飯Ｒは、分岐板２２に分岐されて前述した送出部６および送出部７に導入される。
【００３３】
送出部６内には、ホッパ１３からの米飯Ｒを導入するための導入ローラ２１が設けられている。また、導入ローラ２１の下方には、左右一対で合計２段となった第１のローラ対１５が上下方向に配置されている。この第１のローラ対１５は、上段に位置する第１のローラ対１５ａの間隔よりも下段に位置する第１のローラ対１５ｂの間隔の方が狭くなっている。したがって、米飯Ｒが第１のローラ対１５ａ，１５ｂにより上方より下方へ送られることによって、シート状に圧縮成形される。
【００３４】
さらに、第１のローラ対１５の下方には、左右一対で合計２段となった第２のローラ対１６が上下方向に配置されている。ここで、第１のローラ対１５の間隔よりも下方に位置する第２のローラ対１６の間隔の方が狭くなっている。また、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっている。
【００３５】
したがって、第１のローラ対１５により米飯Ｒが上方より下方へと圧縮されながら送られる。そして、第２のローラ対１６へと送られることによってさらに圧縮されてシート状に成形される。そして、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっていることから、第１のローラ対１５から送られたシート状の連続した米飯Ｒは、第２のローラ対１６の間隔に応じて厚みが調整されて送り出される。
【００３６】
また、送出部７内には、左右で一対となった第１のローラ対１７が配置されている。この第１のローラ対１７の下方には、左右一対で合計２段となった第２のローラ対１８が上下方向に配置されている。ここで、送出部６内と同様、第１のローラ対１７の間隔よりも下方に位置する第２のローラ対１８の間隔の方が狭くなっている。また、第２のローラ対１８は相互に接近離間可能になっている。
【００３７】
したがって、第１のローラ対１７により米飯Ｒが上方より下方へ圧縮しながら送られ，続いて第２のローラ対１８へと送られることによってさらに圧縮されてシート状に成形される。そして、第１のローラ対１７から送られたシート状の連続した米飯Ｒは、第２のローラ対１８の間隔に応じて厚みが調整されて送り出される。
【００３８】
ホッパ１３の側方（図１において左側）には、生成される米飯の最終目標重量値Ｔや主計量飯Ｒｍの設定重量値Ｔｍ、主計量飯Ｒｍや補充計量飯Ｒｓの重量の許容値などの設定を行う操作パネル１９、および定量米飯製造装置Ｍの駆動および停止などを行う操作スイッチ２０が設けられている。したがって、作業者は操作パネル１９および操作スイッチ２０を適宜操作することにより、定量米飯製造装置Ｍによる米飯の計量を行う。
【００３９】
次に、前述した構成を有する定量米飯製造装置Ｍの制御系について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２において、定量米飯製造装置Ｍは、第１の制御部３１（制御手段）および第２の制御部３２（制御手段）により動作が制御されている。第１の制御部３１には第２の制御部３２に設けられた第２の重量検出器３４が接続されており、ロードセル４ａで計量されて第２の重量検出器３４で検出された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗが入力される。また、第２の制御部３２には第１の重量検出器３３および第２の重量検出器３４が接続されており、ロードセル３ａで計量されて第１の重量検出器３３で検出された主計量飯Ｒｍの重量、ならびにロードセル４ａで計量されて第２の重量検出器３４で検出された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗが入力される。なお、本実施の形態では、第１の制御部３１と第２の制御部３２とに分かれているが、制御部３１，３２は一体となっていてもよい。
【００４１】
第１の処理部Ｍ１では、前述した操作パネル１９により、計量される米飯の最終目標重量値Ｔよりも少ない重量に設定された設定重量値Ｔｍを目標とした主計量飯Ｒｍを生成するように設定される。そして、第１の制御部３１は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１（第１の分配比率）を乗じて得られた第１の重量値と設定重量値Ｔｍとの重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するように第１の処理部Ｍ１を制御する（第１の制御・フィードバック制御）。
【００４２】
また、第２の制御部３２は、第１の処理部Ｍ１のロードセル３ａで計量された主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値Ｔとの重量差である補充重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第２の制御・フィードフォワード制御）。
【００４３】
さらに、第２の制御部３２は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの合計重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２（第２の分配比率）を乗じて得られた第２の重量値と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第３の制御・フィードバック制御）。ここで、補充計量飯分配比率Ｋ２とは、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率を指し、例えば主計量飯分配比率Ｋ１が９５％であれば、補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９５）％、つまり５％となる。
【００４４】
そして、第２の制御部３２は、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された重量から得られた補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するように第２の処理部Ｍ２を制御する（第４の制御・フィードバック制御）。
【００４５】
但し、第３の制御と第４の制御とは、何れかが選択的に実行される。つまり、第３の制御が実行されるときには第４の制御は実行されず、逆に第４の制御が実行されるときには第３の制御は実行されない。なお、第３の制御または第４の制御の何れか一方の制御のみが実行されるようになっていてもよい。
【００４６】
なお、本実施の形態において、第１の制御部３１では、第１の重量値と設定重量値Ｔｍとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第１の制御を実行する。また、第２の制御部３２では、第２の重量値と補充重量値Ｔｓとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第３の制御を実行する。さらに、第２の制御部３２では、第２の処理部Ｍ２のロードセル４ａで計量された重量から補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に第４の制御を実行する。
【００４７】
ここで、第１の制御部３１および第２の制御部３２は、第１のローラ対１６，１８の駆動制御、第２のローラ対１６，１８の間隔制御、およびカッタ８，９の動作タイミング制御を行っている。そして、第１の制御、第２の制御、第３の制御および第４の制御における主計量飯Ｒｍあるいは補充計量飯Ｒｓの重量は、これらの制御の何れかあるいは全てを実行することにより調整される。なお、第１のローラ対１６，１８の駆動制御は、第１のローラ対１６，１８を駆動するモータ（図示せず）の速度またはトルクを制御することにより実行される。
【００４８】
但し、制御部３１，３２は必ずしもこれら３種類の制御を行っている必要はなく、少なくとも何れか一つの制御を行っていればよい。また、これらの制御以外により主計量飯Ｒｍおよび補充計量飯Ｒｓの重量を調整してもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態の定量米飯製造装置Ｍの第１の制御部３１および第２の制御部３２による重量制御について、図３〜図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００５０】
米飯Ｒがホッパ１３に投入され、送出部６の第２のローラ対１６が所定の間隔にセットされて第１のローラ対１５が回転を開始し、第１の計量コンベア３および第２の計量コンベア４が周回移動を開始する。そして、図３において、第１の制御部３１により、送出部６からシート状に成型された連続した米飯Ｒが送り出され、カッタ８で分割されて主計量飯Ｒｍが生成される（ステップＳ１）。
【００５１】
ここで、最終目標重量値Ｔを例えば１００ｇとした場合、ステップＳ１においては、最終目標重量値Ｔである１００ｇよりも少ない重量（例えば９５ｇ）を目標とした主計量飯Ｒｍが生成されるように設定重量値Ｔｍが設定される。なお、この設定は前述の操作パネル１９で行われる。
【００５２】
生成された主計量飯Ｒｍは第１の計量コンベア３に載せられ、ロードセル３ａにより主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍの計量（ステップＳ２）および搬送が行われる。計量結果は第２の制御部３２に送られる。なお、ここでの計量結果は、例えば９４ｇとする。
【００５３】
次に、計量結果を受けて、第２の制御部３２において、補充重量値Ｔｓ（＝Ｔ−Ｗｍ）の算出が行われる（ステップＳ３）。すなわち、最終目標重量値Ｔが１００ｇであり、生成された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍは９４ｇであることから、ここでは６ｇが補充重量値Ｔｓとして算出される。
【００５４】
このようにして補充重量値Ｔｓが算出されたならば、第２の制御部３２により、当該重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓが生成される（ステップＳ４）。すなわち、送出部７の第２のローラ対１８が所定の間隔にセットされて第１のローラ対１７が回転を開始する。そして、送出部７から米飯Ｒが送り出され、カッタ９で分割されて、補充重量値Ｔｓである４ｇを目標とした補充計量飯Ｒｓが生成される。なお、生成された補充計量飯Ｒｓは第１の計量コンベア３から第２の計量コンベア４に流れてきた主計量飯Ｒｍの上に補充される。
【００５５】
補充計量飯Ｒｓが補充された第２の計量コンベア４上の主計量飯Ｒｍは、ロードセル４ａにより合計重量Ｗが計量される（ステップＳ５）。計量結果は第１の制御部３１および第２の制御部３２に送られる。
【００５６】
そして、ステップＳ６において、定量米飯製造装置Ｍの動作が停止する場合にはそのまま終了し、停止しない場合には、次のステップに移行する。
【００５７】
なお、本実施の形態において、以上に説明したステップＳ２〜ステップＳ４が第２の制御に相当する。
【００５８】
さて、ステップＳ６において定量米飯製造装置Ｍの動作が停止しない場合には、主計量補正量の決定処理（ステップＳ７）および補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）が実行され、その後前述の主計量飯Ｒｍの生成（ステップＳ１）に戻る。
【００５９】
主計量補正量の決定処理（ステップＳ７）について、図４を用いて説明する。
【００６０】
当該処理では、第１の制御部３１において、最初に主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）の算出が行われる（ステップＳ７１）。すなわち、第２の処理部Ｍ２（のロードセル４ａ）において直前の回に計量された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍと補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１を乗じて得られた第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）から設定重量値Ｔｍを引いて主計量偏差Ｓｍを算出する。
【００６１】
本実施の形態において、主計量飯分配比率Ｋ１は設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）である。したがって、設定重量値Ｔｍと最終目標重量値Ｔとが設定されれば、主計量飯分配比率Ｋ１は自動的に設定されることとなる。ここでの設定重量値Ｔｍは９５ｇ、最終目標重量値Ｔは１００ｇに設定されることから、主計量飯分配比率Ｋ１は（９５／１００）％、つまり９５％となる。そして、合計重量Ｗを例えば１０２ｇとすると、第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）は９６．９ｇとなり、主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）は（９６．９−９５）ｇ、つまり１．９ｇとなる。
【００６２】
なお、以下に説明する補充計量補正量の決定処理を含め、本実施の形態では偏差を用いて処理を行っているが、複数回計量された重量Ｗｍ，Ｗｓの平均値と設定重量値Ｔｍ，補充重量値Ｔｓとの差を用いて処理を行ってもよい。
【００６３】
さて、ステップＳ７１において主計量偏差Ｓｍが算出されたならば、この主計量偏差Ｓｍが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋、主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋が例えば＋３ｇ、主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−が例えば−３ｇに設定されているとする。
【００６４】
さて、ステップＳ７２に移行して、主計量偏差Ｓｍが主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ７３に移行して主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋内となるようにマイナス補正され、主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６５】
本実施の形態の場合にはステップＳ７２において主計量偏差Ｓｍは１．９ｇであり主計量偏差Ｓｍが主計量重量プラス側許容値Ｄｍ＋以上ではないために、ステップＳ７３には移行せずにステップＳ７４に移行し、主計量偏差Ｓｍが主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−以下かどうかが判断される。そして、そうであればステップＳ７５に移行して主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−内となるようにプラス補正され、主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６６】
本実施の形態の場合にはステップＳ７２において主計量偏差Ｓｍは１．９ｇであり主計量偏差Ｓｍが主計量重量マイナス側許容値Ｄｍ−以下ではないために、ステップＳ７５には移行せずにステップＳ７６に移行し、補正されることなく主計量補正量の決定処理が終了する。
【００６７】
なお、マイナス補正の場合およびプラス補正の場合、本実施の形態では設定重量値Ｔｍとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００６８】
なお、以上の主計量補正量の決定処理が第１の制御に相当する。
【００６９】
次に、補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）について、図５を用いて説明する。
【００７０】
当該処理では、第２の制御部３２において、最初に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ・Ｋ２）の算出が行われる（ステップＳ８１）。前述のように、ステップＳ５における合計重量Ｗの計量結果は第２の制御部３２に送られることから、第２の制御部３２では、合計重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２を乗じて得られた第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）を推定的に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとする。
【００７１】
補充計量飯分配比率Ｋ２とは、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率である。前述したように、ここでの主計量飯分配比率Ｋ１は９５％であることから、補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９５）％、つまり５％となる。そして、合計重量Ｗが例えば１０２ｇであるので、第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）つまり補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは５．１ｇとなる。
【００７２】
次に、このようにして算出された補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓから補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）の算出が行われる（ステップＳ８２）。すなわち、補充計量飯Ｒｓの重量ＷｓからステップＳ３で算出された補充重量値Ｔｓを引いて補充計量偏差Ｓｓを算出する。ここでの補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは５．１ｇ、補充重量値Ｔｓは６ｇであることから、補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）は（５．１−６）ｇ、つまり−０．９ｇとなる。
【００７３】
さて、ステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓが算出されたならば、この補充計量偏差Ｓｓが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋が例えば＋１ｇ、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が例えば−１ｇに設定されているとする。
【００７４】
さて、ステップＳ８３に移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ８４に移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７５】
本実施の形態の場合にはステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓは−０．９ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上ではないために、ステップＳ８４には移行せずにステップＳ８５に移行し、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下かどうかが判断される。そして、そうであればステップＳ８６に移行して補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−内となるようにプラス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７６】
本実施の形態の場合にはステップＳ８２において補充計量偏差Ｓｓは−０．９ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下ではないために、ステップＳ８６には移行せずにステップＳ８７に移行し、補正されることなく補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００７７】
なお、マイナス補正の場合およびプラス補正の場合、本実施の形態では補充重量値Ｔｓとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００７８】
なお、以上の補充計量補正量の決定処理が第３の制御に相当する。
【００７９】
ここで、以上の説明においては、主計量飯分配比率Ｋ１は、設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）となっているが、第１の処理部Ｍ１（のロードセル３ａ）で計量された主材料塊Ｒｍの重量Ｗｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（重量Ｗｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いてもよい。
【００８０】
この場合、前述したように主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍを９４ｇ、最終目標重量値Ｔを１００ｇとしたならば、主計量飯分配比率Ｋ１は（９４／１００）％、つまり９４％となる。したがって、ステップＳ７１で算出される主計量偏差Ｓｍ（＝Ｗ・Ｋ１−Ｔｍ）は、合計重量Ｗが１０２ｇ、設定重量値Ｔｍが９５ｇであるから、（１０２×０．９４−９５）ｇ、つまり０．８８ｇとなる。
【００８１】
また、補充計量飯分配比率Ｋ２は１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率であるから、この場合の補充計量飯分配比率Ｋ２は（１００−９４）％、つまり６％となる。したがって、ステップＳ８１で算出される補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ・Ｋ２）は、（１０２×０．０６）ｇ、つまり６．１２ｇとなる。また、ステップＳ８２で算出される補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）は、（６．１２−６）ｇ、つまり０．１２ｇとなる。
【００８２】
なお、主計量飯分配比率Ｋ１として主材料塊Ｒｍの重量Ｗｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（重量Ｗｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いた場合には、設定重量値Ｔｍの最終目標重量値Ｔに対する比率（設定重量値Ｔｍ／最終目標重量値Ｔ）を用いた場合のように固定的な比率とはならず、計量されたその都度の重量Ｗｍごとに異なる変動的な比率となる。また、１００％から主計量飯分配比率Ｋ１を引いた比率である補充計量飯分配比率Ｋ２も、同様に変動的な比率となる。
【００８３】
次に、補充計量補正量の決定処理（ステップＳ８）の変形例について、図６を用いて説明する。
【００８４】
当該処理では、第２の制御部３２において、最初に補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓ（＝Ｗ−Ｗｍ）の算出が行われる（ステップＳ８１ａ）。前述のように、ステップＳ２における主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍの計量結果、およびステップＳ５における合計重量Ｗの計量結果は第２の制御部３２に送られることから、第２の制御部３２では、合計重量Ｗから主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍを引いて補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓを算出する。ここで、合計重量Ｗが例えば１０２ｇ、主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍは例えば９４ｇであることから、補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは８ｇとなる。
【００８５】
次に、このようにして算出された補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓから補充計量偏差Ｓｓ（＝Ｗｓ−Ｔｓ）の算出が行われる（ステップＳ８２ａ）。すなわち、補充計量飯Ｒｓの重量ＷｓからからステップＳ３で算出された補充重量値Ｔｓを引いて補充計量偏差Ｓｓを算出する。ここでの補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓは８ｇ、補充重量値Ｔｓは６ｇであることから、補充計量偏差Ｓｓは＋２ｇとなる。
【００８６】
さて、ステップＳ８２ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが算出されたならば、この補充計量偏差Ｓｓが予め設定された許容範囲内かどうかが判断される。なお、当該判断に先立って、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が設定される。この設定も前述の操作パネル１９で行われる。ここでは、補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋が例えば＋１ｇ、補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−が例えば−１ｇに設定されているとする。
【００８７】
さて、ステップＳ８３ａに移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上かどうかが判断され、そうであればステップＳ８４ａに移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００８８】
本実施の形態の場合にはステップＳ８３ａにおいて補充計量偏差Ｓｓは＋２ｇであり補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上であるために、ステップＳ８４ａに移行して補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋内となるようにマイナス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００８９】
なお、後述のプラス補正の場合を含め、本実施の形態では補充重量値Ｔｓとなるように補正されるが、許容範囲内に収まる重量値に補正されれば足りる。
【００９０】
ここで、ステップＳ８３ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量プラス側許容値Ｄｓ＋以上ではない場合、ステップＳ８５ａに移行して、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下かどうかが判断される。そして、補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以下の場合には、ステップＳ８６ａに移行して補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−内となるようにプラス補正され、補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００９１】
また、ステップＳ８５ａにおいて補充計量偏差Ｓｓが補充計量重量マイナス側許容値Ｄｓ−以上でもない場合には、ステップＳ８７ａに移行して補正されることなく補充計量補正量の決定処理が終了する。
【００９２】
なお、以上の補充計量補正量の決定処理の変形例が第４の制御に相当する。
【００９３】
このように、本実施の形態の定量米飯製造装置Ｍによれば、第２の処理部Ｍ２で計量された主計量飯Ｒｍの重量Ｗｍと補充計量飯Ｒｓの重量Ｗｓとの合計重量Ｗに主計量飯分配比率Ｋ１を乗じて得られた第１の重量値（Ｗ・Ｋ１）と設定重量値Ｔｍとの重量差を補正した主計量飯Ｒｍを生成するフィードバック制御としての第１の制御と、第１の処理部Ｍ１で計量された主計量飯Ｒｍの重量と最終目標重量値Ｔとの重量差である補充重量値Ｔｓを目標とした補充計量飯Ｒｓを生成するフィードフォワード制御としての第２の制御を実行し、補充計量飯Ｒｓを主計量飯Ｒｍに補充するようにしているので、米飯などの材料塊を精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９４】
また、第２の処理部Ｍ２で計量された重量Ｗに補充計量飯分配比率Ｋ２を乗じて得られた第２の重量値（Ｗ・Ｋ２）と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するフィードバック制御としての第３の制御を実行するようにしているので、米飯などの材料塊をより一層精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９５】
あるいは、第２の処理部Ｍ２で計量された重量Ｗから得られた補充計量飯Ｒｓの重量と補充重量値Ｔｓとの重量差を補正した補充計量飯Ｒｓを生成するフィードバック制御としての第４の制御を実行するようにしているので、米飯などの材料塊をより一層精度よく目標重量で計量することが可能になる。
【００９６】
なお、本発明では、以上の説明において実行される第３の制御および第４の制御は必須のものではない。そして、第３の制御および第４の制御が実行されない定量米飯製造装置Ｍにあっては、第２の重量検出器３４から第２の制御部３２に至るフィードバック制御系はなくてもよい。
【００９７】
また、主計量飯Ｒｍや補充計量飯Ｒｓの形状は自由に設定が可能であり、シート状に限定されるものではない。
【００９８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上の説明では、本発明の定量材料塊製造装置を米飯の計量に適用した場合が示されているが、材料は米飯に限定されるものではなく、パン生地やピザ生地、団子生地といった様々なものに適用することができる。
【０１００】
また、材料は、食品材料に限定されるものではなく、工業用や農業用等に用いられる食べることのできない材料であってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
３ 第１の計量コンベア
３ａ ロードセル
４ 第２の計量コンベア
４ａ ロードセル
５ 払出コンベア
６，７ 送出部
８，９ カッタ
１５，１５ａ，１５ｂ 第１のローラ対
１６ 第２のローラ対
１７ 第１のローラ対
１８ 第２のローラ対
１９ 操作パネル
２０ 操作スイッチ
２１ 導入ローラ
２２ 分岐板
３１ 第１の制御部
３２ 第２の制御部
３３ 第１の重量検出器
３４ 第２の重量検出器
Ｍ 定量米飯製造装置
Ｍ１ 第１の処理部
Ｍ２ 第２の処理部
Ｒ 米飯
Ｒｍ 主計量飯
Ｒｓ 補充計量飯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成し、当該主材料塊の重量を計量しながら搬送する第１の処理手段と、
前記第１の処理手段の搬送方向下流側に配置され、前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成し、当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する第２の処理手段と、
前記第２の処理手段で計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成するように前記第１の処理手段を制御する第１の制御、および前記補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第２の制御を実行する制御手段と、
を有することを特徴とする定量材料塊製造装置。
【請求項２】
前記第１の分配比率は、
前記設定重量値の前記最終目標重量値に対する比率、または前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量の前記最終目標重量値に対する比率である、
ことを特徴とする請求項１記載の定量材料塊製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第１の重量値と前記設定重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第１の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の定量材料塊製造装置。
【請求項４】
１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、
前記制御手段は、
前記第２の処理手段で計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第３の制御をさらに実行する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第２の重量値と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第３の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項３記載の定量材料塊製造装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第４の制御をさらに実行する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第２の処理手段で計量された重量から前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第４の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項６記載の定量材料塊製造装置。
【請求項８】
前記第１の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の主材料塊を生成する分割部、および生成された前記シート状の主材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を有し、
前記第２の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の補充材料塊を生成する分割部、および前記第１の処理手段の計量搬送部から送られた前記主材料塊に前記補充材料塊を補充してこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する搬送部を有し、
前記制御手段は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御および前記第４の制御の少なくとも何れかの制御の実行においては、前記第１のローラ対の駆動制御、前記第２のローラ対の間隔制御および前記分割部の動作タイミング制御の少なくとも何れかの制御により前記主材料塊および前記補充材料塊の重量を調整する、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項９】
前記主材料塊および前記補充材料塊は米飯で構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項１０】
最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成して当該主材料塊の重量を計量する第１のステップと、
前記第１のステップで計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成して当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量する第２のステップとを有し、
前記第１のステップでは、前回の前記第２のステップで計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成する、
ことを特徴とする定量材料塊製造方法。
【請求項１１】
１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、
前記第２のステップでは、計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成する、
ことを特徴とする請求項１０記載の定量材料塊製造方法。
【請求項１２】
前記第２のステップでは、計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成する、
ことを特徴とする請求項１０記載の定量材料塊製造方法。
【請求項１】
最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成し、当該主材料塊の重量を計量しながら搬送する第１の処理手段と、
前記第１の処理手段の搬送方向下流側に配置され、前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成し、当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する第２の処理手段と、
前記第２の処理手段で計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成するように前記第１の処理手段を制御する第１の制御、および前記補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第２の制御を実行する制御手段と、
を有することを特徴とする定量材料塊製造装置。
【請求項２】
前記第１の分配比率は、
前記設定重量値の前記最終目標重量値に対する比率、または前記第１の処理手段で計量された前記主材料塊の重量の前記最終目標重量値に対する比率である、
ことを特徴とする請求項１記載の定量材料塊製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第１の重量値と前記設定重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第１の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の定量材料塊製造装置。
【請求項４】
１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、
前記制御手段は、
前記第２の処理手段で計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第３の制御をさらに実行する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第２の重量値と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第３の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項３記載の定量材料塊製造装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の処理手段で計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成するように前記第２の処理手段を制御する第４の制御をさらに実行する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第２の処理手段で計量された重量から前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との偏差を求め、当該偏差が予め設定された許容範囲外となった場合に前記第４の制御を実行する、
ことを特徴とする請求項６記載の定量材料塊製造装置。
【請求項８】
前記第１の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の主材料塊を生成する分割部、および生成された前記シート状の主材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を有し、
前記第２の処理手段は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割してシート状の補充材料塊を生成する分割部、および前記第１の処理手段の計量搬送部から送られた前記主材料塊に前記補充材料塊を補充してこれらの材料塊の重量を計量しながら搬送する搬送部を有し、
前記制御手段は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御および前記第４の制御の少なくとも何れかの制御の実行においては、前記第１のローラ対の駆動制御、前記第２のローラ対の間隔制御および前記分割部の動作タイミング制御の少なくとも何れかの制御により前記主材料塊および前記補充材料塊の重量を調整する、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項９】
前記主材料塊および前記補充材料塊は米飯で構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の定量材料塊製造装置。
【請求項１０】
最終目標重量値よりも少ない重量に設定された設定重量値を目標とした主材料塊を生成して当該主材料塊の重量を計量する第１のステップと、
前記第１のステップで計量された前記主材料塊の重量と前記最終目標重量値との重量差である補充重量値を目標とした補充材料塊を生成して当該補充材料塊を前記主材料塊に補充するとともにこれらの材料塊の重量を計量する第２のステップとを有し、
前記第１のステップでは、前回の前記第２のステップで計量された重量に第１の分配比率を乗じて得られた第１の重量値と前記設定重量値との重量差を補正した主材料塊を生成する、
ことを特徴とする定量材料塊製造方法。
【請求項１１】
１００％から前記第１の分配比率を引いた比率を第２の分配比率としたとき、
前記第２のステップでは、計量された重量に前記第２の分配比率を乗じて得られた第２の重量値と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成する、
ことを特徴とする請求項１０記載の定量材料塊製造方法。
【請求項１２】
前記第２のステップでは、計量された重量から得られた前記補充材料塊の重量と前記補充重量値との重量差を補正した補充材料塊を生成する、
ことを特徴とする請求項１０記載の定量材料塊製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１５０７（Ｐ２０１３−１１５０７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４１８３（Ｐ２０１１−１４４１８３）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（５９１０９４２６２）鈴茂器工株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（５９１０９４２６２）鈴茂器工株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
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