(57)【要約】【課題】目標回転角度となるようにインバータを介してモータに接続された練り羽根を制御することにより、ガス抜き工程におけるパン生地の損傷を抑え、ガス抜き動作を安定させる。【解決手段】モータ１０の回転角度に応じてパルスを出力するパルス出力部２６と、出力されたパルスによりインバータ部２４を制御する制御部２７を備えたものである。制御部は、ガス抜き工程において、パルス信号に基づきモータの回転速度を算出し、回転速度が目標回転速度となるようにインバータ部を制御する。制御部は、パルス信号に基づきモータの回転角度を算出し、回転角度が目標回転角度となるようにインバータ部を制御する。これにより、ガス抜き工程において、パン生地の損傷を抑制するとともに、ガス抜きを安定的に行うことができる。【選択図】図２
2019000629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン原料を入れるように構成された容器と、
前記容器内に回転可能に取り付けられる練り羽根と、
前記練り羽根を回転させるように構成されたモータと、
前記モータの回転角度に応じてパルス信号を出力するように構成されたパルス出力部と、
製パン工程において前記モータを駆動するように構成されたインバータ部と、
前記パルス信号に応じて、前記インバータ部を制御するように構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記製パン工程に含まれたガス抜き工程において、前記パルス信号に基づき前記モータの回転速度を算出し、前記回転速度が目標回転速度となるように前記インバータ部を制御し、
前記制御部は、前記パルス信号に基づき前記モータの回転角度を算出し、前記回転角度が目標回転角度となるように前記インバータ部を制御するように構成された、自動製パン機。
【請求項２】
前記制御部が、前記ガス抜き工程において、前記モータの間欠駆動により前記練り羽根が目標回転角度となるように、前記インバータ部を制御するように構成された、請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項３】
前記制御部が、前記製パン工程に含まれた練り工程において、前記練り羽根の回転速度を変動させることにより、前記回転速度の時間変動の平均が目標回転速度に等しくなるように、前記インバータ部を制御するように構成された、請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項４】
前記制御部が、前記練り工程において、前記練り羽根の前記回転速度の前記時間変動が正弦波を示すように、前記インバータ部を制御するように構成された、請求項３に記載の自動製パン機。
【請求項５】
前記制御部が、前記パン原料の量に応じて、前記目標回転速度および前記目標回転角度を設定するように構成された、請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項６】
前記パン原料の量が増加した場合に、前記制御部が前記目標回転速度および前記目標回転角度をより大きく設定するように構成された、請求項５に記載の自動製パン機。
【請求項７】
前記制御部が前記パン原料の量を検出するように構成された、請求項５に記載の自動製パン機。
【請求項８】
前記パン原料の量を入力するように構成された操作部をさらに備えた、請求項５に記載の自動製パン機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として一般家庭で使用される自動製パン機に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用の自動製パン機では、原料を焼き型である容器に入れてパンを作製する。一般的に、この種の自動製パン機は、練り工程、一次発酵工程、ガス抜き工程、二次発酵工程、焼成工程を順に実行することにより、パンを作製する。
【０００３】
ガス抜き工程とは、発酵後のパン生地内に存在するガスを抜くための工程である。ガス抜き工程において、パン生地が回転する練り羽根に引きちぎられると、焼成工程においてパンがあまり膨らまない。
【０００４】
この問題を解決するための従来技術には、原料を入れる容器と、垂直な回転軸を中心にして容器内で回転する練り羽根を備え、容器に入れられたパン原料を撹拌するように構成された自動製パン機が含まれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
練り羽根は、第１の機能部と第２の機能部とを備える。練り羽根が時計回りに回転すると、第１の機能部がパン生地を容器の側壁に向けて押圧する。練り羽根が反時計回りに回転すると、練り羽根が時計回りに回転する場合とは異なる方向に、第２の機能部がパン生地を押圧する。
【０００６】
この構成によれば、練り羽根の回転方向を切り換えることで、パン生地を容器の側壁に向けて押圧するか否かを選択することができる。
【０００７】
これにより、練り工程においてパン生地に強い力を加える必要がある場合、パン生地が、第１の機能部により容器の側壁に向けて押圧されて、容器の側壁と練り羽根との間に移動する。その結果、パン生地に強い圧力をかけることができる。
【０００８】
一方、練り羽根を反時計回りに回転させることにより、パン生地に強い圧力がかからないようにして、パン生地を損傷させないようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１６２７４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
必要なパン生地の量は、製パンメニューに依存する。パン生地の量によっては、回転方向を切り換えてもパン生地に強い圧力がかかり、パン生地の損傷を回避できない場合がある。
【００１１】
上記問題を解決する方法には、モータを間欠的に駆動することで、練り羽根の回転速度を見かけ上、遅くする方法が含まれる。以下、モータを間欠的に駆動することを、モータの間欠駆動という。
【００１２】
しかしながら、モータの間欠駆動では、モータの性能やパン生地の位置により、パン生地の損傷を引き起こす、ガスの抜き過ぎ、または、ガスがうまく抜けない、ガス抜き不足
が生じる。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するもので、ガス抜き工程において、パン生地の量、モータの性能、パン生地の位置に関わらず、パン生地を損傷させることなく、パン生地のガス抜きを良好に行うことができる自動製パン機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】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の一態様の自動製パン機は、容器と練り羽根とモータとパルス出力部とインバータ部と制御部とを備える。容器にはパン原料が入れられる。練り羽根は容器内に回転可能に取り付けられる。モータは練り羽根を回転させる。パルス出力部はモータの回転角度に応じてパルス信号を出力する。インバータ部は、製パン工程においてモータを駆動する。制御部は、パルス信号に応じて、インバータ部を制御する。制御部はさらに、製パン工程に含まれたガス抜き工程において、パルス信号に基づきモータの回転速度を算出し、回転速度が目標回転速度となるようにインバータ部を制御する。制御部は、パルス信号に基づきモータの回転角度を算出し、回転角度が目標回転角度となるようにインバータ部を制御する。
【００１５】
本態様によれば、ガス抜き工程において、パン生地の損傷を抑制するとともにガス抜きを安定的に行うことができる自動製パン機を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自動製パン機は、ガス抜き工程におけるパン生地の損傷を抑え、ガス抜き動作を安定して行うことができる自動製パン機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動製パン機の概略構成を示す一部切り欠き断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る駆動部のブロック構成図
【図３】従来の自動製パン機のガス抜き工程における各種の波形図
【図４】従来の自動製パン機のガス抜き工程における各種の波形図
【図５】本発明の実施の形態１に係る自動製パン機のガス抜き工程における各種の波形図
【図６】本発明の実施の形態１に係る自動製パン機のガス抜き工程における各種の波形図
【図７】従来の自動製パン機の練り工程における各種の波形図
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動製パン機の練り工程における各種の波形図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の態様の自動製パン機は、容器と練り羽根とモータとパルス出力部とインバータ部と制御部とを備える。容器にはパン原料が入れられる。練り羽根は容器内に回転可能に取り付けられる。モータは練り羽根を回転させる。パルス出力部はモータの回転角度に応じてパルス信号を出力する。インバータ部は、製パン工程においてモータを駆動する。制御部は、パルス信号に応じて、インバータ部を制御する。制御部はさらに、製パン工程に含まれたガス抜き工程において、パルス信号に基づきモータの回転速度を算出し、回転速度が目標回転速度となるようにインバータ部を制御する。制御部は、パルス信号に基づきモータの回転角度を算出し、回転角度が目標回転角度となるようにインバータ部を制御する。
【００１９】
これによって、モータと連結された練り羽根の回転角度を一定に制御することが可能となり、ガス抜き工程におけるパン生地の損傷を抑え、ガス抜き動作を安定して行うことが
できるので、膨らみのあるパンを成形することができる自動製パン機を実現することができる。
【００２０】
本発明の第２の態様の自動製パン機では、第１の態様に加えて、制御部が、ガス抜き工程において、モータの間欠駆動によりモータが目標回転角度となるように、インバータ部を制御する。
【００２１】
これによって、ガス抜き工程におけるパン生地の損傷を抑え、ガス抜き動作を安定して行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の第３の態様の自動製パン機では、第１の態様に加えて、制御部が、製パン工程に含まれた練り工程において、モータの回転速度を変動させることにより、回転速度の時間変動の平均が目標回転速度に等しくなるように、インバータ部を制御する。
【００２３】
これによって、練り工程におけるパン生地が練り羽根に張り付いて、パン生地を練ることができない状態（空回り状態）を改善することが可能となる。
【００２４】
本発明の第４の態様の自動製パン機では、第３の態様に加えて、制御部が、練り工程において、練り羽根の回転速度の時間変動が正弦波を示すように、インバータ部を制御する。
【００２５】
これによって、練り工程におけるパン生地が練り羽根に張り付いて、パン生地を練ることができない状態（空回り状態）を改善することが可能となる。
【００２６】
本発明の第５の態様の自動製パン機では、第１の態様に加えて、制御部が、パン原料の量に応じて、目標回転速度および目標回転角度を設定する。
【００２７】
これによって、パン容器に投入されるパン原料の量によって、最適な目標回転速度および目標回転角度で練り羽根が動作し、ガス抜き動作を安定して行うことができる。
【００２８】
本発明の第６の態様の自動製パン機では、第５の態様に加えて、パン原料の量が増加した場合に、制御部が目標回転速度および目標回転角度をより大きく設定する。
【００２９】
これによって、パン容器に投入されるパン原料の量が増加した場合においても、最適な目標回転速度および目標回転角度でモータが動作し、ガス抜き動作を安定して行うことができる。
【００３０】
本発明の第７の態様の自動製パン機では、第５の態様に加えて、制御部がパン原料の量を検出する。
【００３１】
これによって、パン容器に投入されるパン原料の量を検出することが可能となり、パン原料の量に適した目標回転速度、および目標回転角度を設定することができる。
【００３２】
本発明の第８の態様の自動製パン機は、第５の態様に加えて、パン原料の量を入力するように構成された操作部をさらに備える。
【００３３】
これによって、あらかじめパン原料の量を入力することによって、パン原料の量に適した目標回転速度、および目標回転角度を設定することができる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動製パン機１の概略構成を示す一部切り欠き断面図である。自動製パン機１は、操作部２と容器３と焼成室４と練り羽根５と回転軸６とプーリ７、８とベルト９とモータ１０と駆動部２０とを備える。
【００３６】
操作部２は、自動製パン機１の本体の上部に設けられる。操作部２には、製パンの開始／停止などの操作を行うための複数の操作キーと、操作内容を表示するための表示部とが設けられる。表示部は、進行状況、終了予定時刻なども表示する。複数の操作キーが、パン原料の量を入力するための操作キーを含んでもよい。
【００３７】
容器３にはパン原料が入れられる。容器３は焼成室４に収容される。焼成室４内には、収容された容器３を包囲するように、ヒータ（図示せず）が配置される。容器３内には練り羽根５が配置される。練り羽根５は、容器３の底を貫通する回転軸６に容器３内で回転可能に取り付けられる。
【００３８】
回転軸６に設けられたプーリ７は、ベルト９によってプーリ８に連結される。プーリ８は、モータ１０の出力軸１１に取り付けられる。プーリ７、８は、第１、第２のプーリにそれぞれ相当する。
【００３９】
モータ１０が回転すると、プーリ７、８が機能し、回転軸６がモータ１０より低速で回転する。練り羽根５は回転軸６とともに回転する。
【００４０】
図２は、駆動部２０のブロック構成図である。図２に示すように、駆動部２０は、整流回路２２と平滑コンデンサ２３とインバータ部２４と電流センサ２５ａと電流センサ２５ｂと電流センサ２５ｃとパルス出力部２６と制御部２７とを備える。電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは電流検出部に相当する。
【００４１】
整流回路２２は、商用電源２１により供給された交流電力を整流する。平滑コンデンサ２３は、整流された直流電力を平滑化する。インバータ部２４は、平滑化された直流電力を受けてモータ１０を駆動する。パルス出力部２６は、モータ１０の回転角度に応じたパルス信号を出力する。制御部２７は、パルス出力部２６により出力されたパルス信号に基づき、インバータ部２４に駆動信号を送信する。
【００４２】
制御部２７は、電流検出部２８、回転速度演算部２９、電圧出力部３０、電流制御部３１、回転速度制御部３２、目標回転速度制御部３３、ドライバ３４、回転角度演算部３５を有する。電流検出部２８は、電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃにより検出された相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗから電流値Ｉを算出する。制御部２７は、マイクロコンピュータで構成される。
【００４３】
インバータ部２４は、還流ダイオード１１０、還流ダイオード１１１、還流ダイオード１１２、還流ダイオード１１３、還流ダイオード１１４、還流ダイオード１１５、スイッチング素子１００、スイッチング素子１０１、スイッチング素子１０２、スイッチング素子１０３、スイッチング素子１０４、スイッチング素子１０５を有する。
【００４４】
還流ダイオード１１０〜１１５は、スイッチング素子１００〜１０５にそれぞれ並列に設けられる。スイッチング素子１００〜１０５は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ
Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成される。
【００４５】
スイッチング素子１００、１０１、１０２は、上アームのスイッチング素子に相当する。スイッチング素子１０３、１０４、１０５は、下アームのスイッチング素子に相当する。
【００４６】
一つの上アームのスイッチング素子と一つの下アームのスイッチング素子とにより、１系統の直列回路が構成される。合計で、インバータ部２４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３系統の直列回路を有する。各直列回路における上アームと下アームとの接続点が、負荷であるモータ１０に接続される。
【００４７】
上述の通り、モータ１０は、自動製パン機１の本体内に配置される。モータ１０の回転軸６には、練り羽根５が連結される。
【００４８】
制御部２７からの駆動信号を受けてスイッチング素子１００〜１０５が作動すると、インバータ部２４は、直流電圧を３相の交流電圧に変換して、モータ１０を駆動する。制御部２７は、電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃで検出された電流を用いて、フィードバック制御を行う。
【００４９】
本実施の形態に係る自動製パン機１では、制御部２７が、モータ１０を所望の回転速度で回転させるようにインバータ部２４を制御することにより、パンが作製される。
【００５０】
自動製パン機１の製パン工程には、一般的に、練り工程、一次発酵工程、ガス抜き工程、二次発酵工程、焼成工程が含まれる。
【００５１】
練り工程は、パン原料を混練して、パン生地を作製する工程である。開始から所定時間経過すると練り工程は終了し、一次発酵工程が開始される。一次発酵工程は、パン生地を発酵させる工程である。開始から所定時間経過すると一次発酵工程は終了し、ガス抜き工程が開始される。
【００５２】
ガス抜き工程は、膨らんだパン生地内のガスを抜き出すための工程である。ガス抜き工程では、発酵とガス抜きとが交互に複数回繰り返される。パン生地の体積が例えば約２倍になるまで大きくなるとガス抜き工程は終了し、二次発酵工程が開始される。
【００５３】
二次発酵工程は、パン生地が次の焼成工程に適した状態になるように、パン生地を発酵させて膨らませる工程である。開始から所定時間経過すると二次発酵工程は終了し、焼成工程が開始される。
【００５４】
焼成工程は、発酵したパン生地を焼き上げる工程である。開始から所定時間経過すると焼成工程を終了する。これにより、全ての製パン工程が終了する。
【００５５】
制御部２７は、所定の製パンメニューのシーケンスに沿って、練り工程時において、製パン開始からの経過時間に応じた目標回転速度でモータ１０が回転するように、インバータ部２４を制御する。制御部２７は、製パン工程において、パルス出力部２６により出力されたパルス信号に基づいて算出された目標回転速度でモータ１０が回転するように、インバータ部２４を制御する。
【００５６】
詳しくは、回転速度演算部２９が、パルス出力部２６により出力されたパルス信号を用いて回転角の変化速度を演算することで、回転速度ωを求める。
【００５７】
回転速度制御部３２は、回転速度演算部２９により求められたモータ１０の実際の回転速度ωが、目標回転速度制御部３３により求められた目標回転速度ω＊と等しくなるよう
に、モータ１０の電流値Ｉに対する電流指令値Ｉ＊を出力する。この演算は、一般的なＰＩ制御に基づいて行われる。
【００５８】
パルス出力部２６は、ホールセンサ（Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ）のように、モータ１０内の回転子の近傍に固定して配置されたホールＩＣ（Ｈａｌｌ  ＩＣ）により構成される。
【００５９】
パルス出力部２６は、回転子の磁界の変化に応じてパルス信号を出力するセンサでもよい。パルス出力部２６は、フラックス・ゲートセンサ（Ｆｌｕｘｇａｔｅ  ｓｅｎｓｏｒ）のように、回転子の磁極に沿って固定子側に形成されたコイル配線を有し、回転速度に応じて周波数が変化するパルス信号を出力するセンサでもよい。
【００６０】
電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、モータ１０に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ検出する。電流検出部２８は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗから電流値Ｉを算出する。電流制御部３１は、電流値Ｉと電流指令値Ｉ＊との差を用いて演算を行い、出力電圧Ｖを電圧出力部３０に送信する。
【００６１】
電圧出力部３０は、パルス出力部２６により得られた回転角度と、出力電圧Ｖとを受信し、ＰＷＭ信号をドライバ３４に送信する。ドライバ３４は、ＰＷＭ信号に従って、インバータ部２４を駆動するための六つの信号をスイッチング素子１００〜１０５にそれぞれ送信する。
【００６２】
制御部２７は、ガス抜き工程において、パルス出力部２６により得られたパルス信号に基づいてモータ１０の回転角度を算出し、その回転角度が目標回転角度に等しくなるようにインバータ部２４を介してモータ１０を制御する。
【００６３】
詳しくは、回転速度演算部２９は、パルス出力部２６の出力を入力し、モータ１０の回転速度を回転角度演算部３５に送信する。回転角度演算部３５は、目標回転角度を設定するとともに、回転速度と経過時間とによりモータ１０の回転角度を算出する。回転角度演算部３５は、その回転角度が所望の目標回転角度に到達すると、モータ１０を停止させる停止信号を目標回転速度制御部３３に送信する。
【００６４】
停止信号を受けた目標回転速度制御部３３は、目標回転速度ω＊の値として「０（ゼロ）」を出力する。回転速度制御部３２は、モータ１０の実際の回転速度ωと、目標回転速度ω＊の値「０（ゼロ）」との差を用いて、回転速度ωが目標回転速度ω＊に一致するように、モータ１０の電流値Ｉに対する電流指令値Ｉ＊を算出する。
【００６５】
回転速度制御部３２は、モータ１０の実際の回転速度ωが「０（ゼロ）」になるまで演算を行う。モータ１０の実際の回転速度ωが「０（ゼロ）」となると、モータ１０は停止状態となる。
【００６６】
次に、練り羽根５とモータ１０の目標回転速度との関係、および、練り羽根５とモータ１０の目標回転角度との関係について説明する。
【００６７】
モータ１０が回転すると、プーリ７、８の減速機能（例えば、１／５）により、回転軸６は低速で回転する（例えば、２５０ｒｐｍ）。回転軸６に連結された練り羽根５は、回転軸６と同じ速度で回転する。
【００６８】
プーリ７、８およびベルト９を介して、練り羽根５に連結されたモータ１０は、目標回転速度制御部３３により得られた目標回転速度により回転するとともに、ガス抜き工程に
おいて、モータ１０の回転角度が回転角度演算部３５により得られた目標回転角度に到達すると、モータ１０が停止する。
【００６９】
練り羽根５の目標回転速度を２５０ｒｐｍとした場合、プーリ７、８の減速機能（例えば、１／５）により、モータ１０の目標回転速度は１２５０ｒｐｍとなる。同様に、練り羽根５の目標回転角度を９０度とした場合、モータ１０の目標回転角度は４５０度となる。
【００７０】
以下、上記構成の自動製パン機の、一般的なガス抜き工程における動作について説明する。従来の自動製パン機でパンを作製するとき、ガス抜き工程は、発酵後のパン生地内に存在するガスを抜くための工程である。ガス抜きの成否は、焼成工程でのパンの膨らみなどのパンの出来栄えに影響する。
【００７１】
上述のように、従来のガス抜きの方法には、モータ１０の回転方向を切り換えることで、パン生地に強い圧力がかからないようにする方法や、モータ１０の間欠駆動により、パン生地の損傷を抑える方法が含まれる。
【００７２】
しかしながら、従来の方法では、必要なパン生地の量は、製パンメニューに依存する。パン生地の量によっては、回転方向を切り換えてもパン生地に強い圧力がかかり、パン生地の損傷を回避できない場合がある。モータ１０の間欠駆動では、モータの性能やパン生地の位置により、パン生地の損傷を引き起こす、ガスの抜き過ぎ、または、ガスがうまく抜けない、ガス抜き不足が生じる。
【００７３】
以下、従来の自動製パン機のガス抜き工程における、モータ１０の間欠駆動の問題点について図面を用いて説明する。
【００７４】
図３、図４は、従来の自動製パン機のガス抜き工程における、練り羽根５の目標回転速度、モータ１０の入力電流、練り羽根５の実際の回転速度の波形図である。図３は、練り羽根５の目標回転角度が１８０度の場合の波形図であり、図４は、練り羽根５の目標回転角度が９０度の場合の波形図である。
【００７５】
図３、図４において、入力電流とは、インバータ部２４に流れ込む入力電流を意味する。図３、図４における回転速度および目標回転速度の単位は［Ｖ］であり、［ｒｐｍ］で表すには変換係数を乗算すればよい。
【００７６】
本実施の形態のモータ１０の起動方法では、モータ１０内の回転子の位置を検出しながら印加電圧を徐々に上げていくことで、モータ１０の回転速度を徐々に上昇させ、モータ１０を所望の目標回転速度で回転させる。
【００７７】
起動時の印加電圧が大きいと、モータ１０への起動電流が大きくなる。上記起動方法は、それを防ぐために用いられる。モータ１０の回転速度を徐々に上昇させると、容器３内におけるパン生地の位置に応じて、練り羽根５にかかる負荷が異なり、それにより、練り羽根５の回転速度の立ち上がり方に違いが生じる。
【００７８】
それにもかかわらず、図３、図４に示すように、モータ１０を間欠的に駆動すると、練り羽根５の移動回転角度に違いが生じ、その結果、回転速度の立ち上がり方に差が生じる。
【００７９】
負荷が大きい場合、すなわち入力電流が大きい場合（図３に示す波形Ａ１）、回転速度の立ち上がりは小さい（図３に示す波形Ａ２）。負荷が小さい場合、すなわち入力電流が
小さい場合（図３に示す波形Ｂ１）、回転速度の立ち上がりは大きい（図３に示す波形Ｂ２）。
【００８０】
回転速度の時間積分の値、すなわち、図３、図４における回転速度の面積が、練り羽根５の移動回転角度に相当する。図３に示すように、１８０度の目標回転角度に対して、練り羽根５の移動回転角度に±２０％のバラつきが生じる。図４に示すように、９０度の目標回転角度に対しても、練り羽根５の移動回転角度に±２０％のバラつきが生じる。
【００８１】
練り羽根５の移動回転角度におけるバラつきの発生は、設定した目標回転角度での最適なガス抜きが実現できていないことを意味する。すなわち、ガスの抜き過ぎ、または、ガス抜き不足が発生する。
【００８２】
本実施の形態において、制御部２７は、ガス抜き工程において、モータ１０の間欠駆動により、練り羽根５が目標回転角度を有するようにインバータ部２４を制御する。制御部２７は、練り羽根５の回転角度が所望の目標回転角度に到達すると、モータ１０を停止させる停止信号を目標回転速度制御部３３に出力する。
【００８３】
制御部２７は、練り羽根５を一定時間停止させた後、再び練り羽根５を駆動する。制御部２７は、所望の目標回転角度に到達すると、モータ１０を再度停止する。
【００８４】
以下、本実施の形態のガス抜き工程において、モータ１０の間欠駆動により、練り羽根５が目標回転速度で回転するようにインバータ部２４を制御する自動製パン機１の動作について説明する。
【００８５】
図５、図６は、本実施の形態に係る自動製パン機１のガス抜き工程における、練り羽根５の目標回転速度、モータ１０の入力電流、練り羽根５の実際の回転速度の波形図である。図５は、練り羽根５の目標回転角度が１８０度の場合の波形図であり、図６は、練り羽根５の目標回転角度が９０度の場合の波形図である。
【００８６】
図５、図６において、入力電流は、インバータ部２４に流れ込む入力電流を意味する。図５、図６における回転速度および目標回転速度の単位は［Ｖ］であり、［ｒｐｍ］で表すには変換係数を乗算すればよい。
【００８７】
本実施の形態のモータ１０の起動方法では、モータ１０内の回転子の位置を検出しながら印加電圧を徐々に上げていくことで、モータ１０の回転速度を徐々に上昇させ、モータ１０を所望の目標回転速度で回転させる。
【００８８】
起動時の印加電圧が大きいと、モータ１０への起動電流が大きくなる。上記起動方法は、それを防ぐために用いられる。モータ１０の回転速度を徐々に上昇させると、容器３内におけるパン生地の位置に応じて、練り羽根５にかかる負荷が異なり、それにより、練り羽根５の回転速度の立ち上がり方に違いが生じる。
【００８９】
図５において、ＯＮ時間Ｔ１は、練り羽根５の負荷が大きく、入力電流が大きい場合（図５に示す波形Ｃ１）に、モータ１０を駆動する時間である。ＯＮ時間Ｔ２は、練り羽根５の負荷が小さく、入力電流が小さい場合（図５に示す波形Ｄ１）に、モータ１０を駆動する時間である。
【００９０】
図５に示すように、ＯＮ時間Ｔ１はＯＮ時間Ｔ２より長い。練り羽根５が目標回転角度に到達すると、練り羽根５が停止する。
【００９１】
図６において、ＯＮ時間Ｔ３は、練り羽根５の負荷が小さく、入力電流が小さい場合（図６に示す波形Ｅ１）に、モータ１０を駆動する時間である。ＯＮ時間Ｔ４は、練り羽根５の負荷が大きく、入力電流が大きい場合（図６に示す波形Ｆ１）に、モータ１０を駆動する時間である。
【００９２】
図６に示すように、ＯＮ時間Ｔ３はＯＮ時間Ｔ４より短い。練り羽根５が目標回転角度に到達すると、練り羽根５が停止する。
【００９３】
回転速度の時間積分の値、すなわち、図５、図６における回転速度の面積が、練り羽根５の移動回転角度に相当する。上述の通り、従来の自動製パン機における制御では、１８０度の目標回転角度に対して、練り羽根５の移動回転角度に±２０％のバラつきが生じる。
【００９４】
しかし、本実施の形態によれば、図５に示すように、１８０度の目標回転角度に対して、練り羽根５の移動回転角度のバラつきを±５％に低減することができる。図６に示すように、９０度の目標回転角度に対しても、練り羽根５の移動回転角度のバラつきを±５％に低減することができる。
【００９５】
その結果、ガスの抜き過ぎとガス抜き不足とを発生させることなく、パン生地のガスを安定して抜くことができる。
【００９６】
次に、容器３内のパン原料の量を検出する方法について説明する。本実施の形態では、パン原料の量を検出するために、電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが用いられる。
【００９７】
予め、種々の量のパン原料に対して、所定の練り羽根５の回転速度における電流値が測定され、それらのデータがメモリ（図示せず）に記憶される。
【００９８】
練り工程において、練り羽根５が所定の回転速度で駆動され、電流センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが、モータ１０に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。電流検出部２８は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗから電流値Ｉを算出する。制御部２７は、その電流値Ｉと記憶されたデータとを比較して、パン原料の量を検出する。
【００９９】
操作部２に、パン原料の量を入力するための操作キーを設けてもよい。
【０１００】
以下、上記方法により検出または入力されたパン原料の量に基づく練り羽根５の動作について説明する。
【０１０１】
ガス抜き工程において、制御部２７は、容器３内のパン原料の量に応じて、目標回転速度および目標回転角度を設定する。具体的には、制御部２７は、容器３内のパン原料の量が増加すると、目標回転速度および目標回転角度をより大きく設定する。
【０１０２】
パン原料の量が増加すると、練り羽根にかかる負荷は大きくなる。従って、パン原料の量が多い場合に、パン原料の量が少ない場合と同じ電圧をモータ１０に印加すると、練り羽根５の回転速度および移動回転角度が不十分となり、その結果、ガス抜き不足が生じる。
【０１０３】
上記方法によりパン原料の量を検出または入力した後、ガス抜き工程において、パン原料の量に応じて練り羽根５の目標回転速度および目標回転角度が設定される。例えば、パン原料が１斤の食パンのための量である場合、目標回転速度は２００ｒｐｍ、目標回転角度は９０度に設定される。パン原料が１．５斤の食パンのための量である場合、目標回転
速度は２５０ｒｐｍ、目標回転角度は１２０度に設定される。
【０１０４】
本実施の形態では、パン原料の量が増加すると、目標回転速度および目標回転角度をより大きく設定する。これにより、所望の練り羽根５の回転速度および移動回転角度を得ることができる。その結果、十分なガス抜きを行うことが可能となる。
【０１０５】
上述のように、本実施の形態に係る制御部２７はマイクロコンピュータで構成される。制御部２７はマイクロコンピュータに限られるものではない。しかしながら、プログラム可能なマイクロコンピュータを用いれば、処理内容を容易に変更可能であり、設計の自由度を高めることができる。
【０１０６】
処理速度の向上のため、制御部２７を論理回路で構成することも可能である。制御部２７を物理的に一つまたは複数の素子で構成してもよい。制御部２７を複数の素子で構成する場合、制御部２７に含まれる構成要素を別々の素子で実施してもよい。この場合、これら複数の素子が一つの制御部に対応すると考えることができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
以下、本発明の自動製パン機の実施の形態２について説明する。
【０１０８】
練り工程の初期では、パン原料は十分練られていない。そのため、練り工程の初期において、低速の回転速度（例えば、６０ｒｐｍ）で練り羽根５を回転させ、パン原料の飛び散りを抑制する。
【０１０９】
練り工程において所定の時間が経過すると、パン生地の練りはある程度進行する。このタイミングで、練り羽根５の回転速度を上げる（例えば、２５０ｒｐｍ）。
【０１１０】
練り羽根５の回転速度を上げると、パン生地が練り羽根５に張り付いた状態で練り羽根５が回転する、いわゆる練り羽根５の空回りが発生することがある。練り羽根５の空回りが発生すると、パン生地を十分に練ることができない。
【０１１１】
図７は、従来の自動製パン機の練り工程における、練り羽根５の目標回転速度、モータ１０の入力電流の波形図である。
【０１１２】
図７に示すように、開始から２．５秒経過すると、入力電流は減少する。この現象は、練り羽根５の空回りにより、練り羽根５にかかる負荷が小さくなっていることを示す。
【０１１３】
図８は、本実施の形態に係る自動製パン機１の練り工程における、練り羽根５の目標回転速度、モータ１０の入力電流の波形図である。図８に示すように、本実施の形態では、制御部２７は、練り工程において、練り羽根５の回転速度を周期的に変動させることにより、回転速度の時間変動の平均が真の目標回転速度に等しくなるように、インバータ部２４を制御する。
【０１１４】
具体的には、制御部２７に含まれた目標回転速度制御部３３（図２参照）が、練り羽根５の回転速度の時間変動が正弦波を示すように、練り羽根５の目標回転速度を出力する。例えば、目標回転速度制御部３３は、真の目標回転速度２５０ｒｐｍに対して、時間変動が±８０ｒｐｍの振幅と、４．１６７Ｈｚの周波数とを有する正弦波とを示すように目標回転速度を変動させる。
【０１１５】
本実施の形態によれば、練り工程における練り羽根５の空回りを防止することができる。その結果、パン生地を十分に練ることができる。
【０１１６】
本実施の形態では、図８に示すように、回転速度の時間変動が正弦波を示す。しかし、これに限定されない。目標回転速度の時間変動は、正弦波以外の波形を示してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように、本発明にかかる自動製パン機は、練り羽根の回転によりパン生地が損傷することを抑えることができるので、パン生地を撹拌して調理し、良好な製パン性能が必要な自動製パン機について有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
１      自動製パン機
２      操作部
３      容器
４      焼成室
５      練り羽根
６      回転軸
１０    モータ
１１    出力軸
２０    駆動部
２１    商用電源
２２    整流回路
２３    平滑コンデンサ
２４    インバータ部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ    電流センサ
２６    パルス出力部
２７    制御部
２８    電流検出部
２９    回転速度演算部
３０    電圧出力部
３１    電流制御部
３２    回転速度制御部
３３    目標回転速度制御部
３５    回転角度演算部
１００〜１０５    スイッチング素子
１１０〜１１５    還流ダイオード
【図１】
2019000629.tif 000003
【図２】
2019000629.tif 000004
【図３】
2019000629.tif 000005
【図４】
2019000629.tif 000006
【図５】
2019000629.tif 000007
【図６】
2019000629.tif 000008
【図７】
2019000629.tif 000009
【図８】
2019000629.tif 000010