(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の傾斜角を有して配置されたスクリュー部と、
当該スクリュー部の上端に装着された回転モータ部と、
上部が開口し、開口部から下方部に向かって、水平断面積が小さくなるように構成されたホッパ部であって、当該ホッパ部の内面の傾斜面に沿って、前記スクリュー部が前記所定角度となるように配置されており、前記傾斜面のスクリュー部が配置される付近が当該スクリュー部の羽根部の外形にあわせて円弧状の断面形状を有するホッパ部と、
前記スクリュー部の先端に連結して設けられるねじポンプ軸と、
前記ホッパ部の排出口に連続して装着された、前記ねじポンプ軸に対するケーシング部を備えた、流動物の供給装置。
【請求項２】
前記ホッパ部の形状が略逆三角錐状である請求項１に記載の流動物の供給装置。
【請求項３】
前記ホッパ部が、当該ホッパ部の下方部に向かってスクリュー部の先端部の羽根部の外形にあわせてこれを包含できるように略円筒形状の出口部を形成している請求項１又は２に記載の流動物の供給装置。
【請求項４】
前記ねじポンプ軸及びケーシング部からなる、ねじポンプの部分が一軸偏心ねじポンプを構成する請求項１〜３のいずれかに記載の流動物の供給装置。
【請求項５】
前記流動物が、小麦粉又は澱粉等の穀物紛体を水に懸濁させたバッターに野菜等の固形物を含んだ流動物である請求項１〜４のいずれかに記載の流動物の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動物を供給するための装置である。特に、かき揚げや天ぷらに使用する固形物を含んだバッター等の流動物を供給するのに好適な供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固形分を含む流動物を供給することが必要な場合は多い。例えば、食品工場等においてフライ食品の連続的な製造等において、小麦粉と水等を懸濁したいわゆるバッターにカット野菜等の食品原料である固形物を混合した流動物を連続的かつ間欠的に型枠（リテーナ）等の容器に供給することが必要である場合がある。
そして、この場合、ねじポンプ（例えば、一軸偏心ねじポンプ）を用いると、上記のような流動物であっても概ね一定の供給量を連続・継続して供給することができるため有用である。
【０００３】
具体的な構成として、所定のホッパに対象物を収納しておき、当該ホッパの下端部にねじポンプ（例えば、一軸偏心モーノポンプ）を接続する構成が考えられる。
この場合、供給対象である流動物について流動性が比較的大きい場合には、ホッパ内において対象物が有する重力によって順次下降し、下端に接続したねじポンプに対象物を連続的に供給できることになる。
その一方、流動物であってもその流動性が小さい場合には、ホッパ内においてねじポンプ入口部の付近に存在する流動物が移動せずにねじポンプ入口部まで到達されず、ホッパ内の流動物の内部に空間が生じてしまい、ねじポンプによる排出が滞るという場合もある。特に、ある程度の大きさの固形物も含んだ流動性の小さい流動物の場合にこのような問題が発生する場合が多い。
【０００４】
このようにホッパを設けてその下端部にねじポンプを用いる場合、供給対象物の流動性が小さい場合には、ホッパ内の下方のねじポンプの入口部まで対象物をどのように移送するかが問題となる。例えば、この対策として補助的に、ねじポンプまで流動物を移送する装置を備える必要である。
具体的には、ホッパ内に押圧部材やスクリュー等設け、供給物をねじポンプの入口部まで移送することも考えられるが、スクリューの位置・配置が問題となる。例えば、スクリューを用いた流動性の悪い液体を供給する方法として以下の先行技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１１８８  上述の先行特許は、ねじポンプを水平方向に設置するものであり、ポンプ先端から排出される流動物の排出口での切れが問題となることが予想される。また、スクリュー部の構成が大掛かりになることが予想される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者らはこのように流動物の供給について、ねじポンプ（例えば、一軸偏心ねじポンプ（モーノポンプ））を利用する場合において、ある程度の大きさの固形物も含んだような比較的流動性の少ない流動物を好適に供給が可能となる方法を開発することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らは、例えば、食品工場等で用いられる具材及びバッター等の粘性を有する流動物の連続的な供給・停止のサイクルにおいて、好適に供給できる方法を開発することを目的として鋭意研究の結果、ホッパ内にねじポンプ軸に連結してスクリュー部を設ける構成について種々試験した。
当初当該構成において、スクリュー部を垂直に配置して試験を行っていたところ、流動物が十分にねじポンプに供給されず、流動物の供給が滞る場合が起こることを見出した。さらに、これを解消するために種々検討の結果、驚くべきことに、当該装置を傾斜させることによって流動物の移送を改善できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００８】
具体的には、スクリュー部を所定の傾斜角を有するように配置しつつ、当該スクリュー部を内部に配置するようにホッパ部を設置し、スクリュー部の先端にポンプ軸を連結しつつ、ホッパ部の排出口に連続して前記ポンプ軸に対するケーシングを設ける構成が有効であることを見出した。
すなわち、本願第一の発明は、
“所定の傾斜角を有して配置されたスクリュー部と、
当該スクリュー部の上端に装着された回転モータ部と、
前記スクリュー部を内部に配置し、上部方向に向かって開口するホッパ部と、
前記スクリュー部の先端に連結して設けられるねじポンプ軸と、
前記ホッパ部の排出口に連続して装着された、前記ねじポンプ軸に対するケーシング部を備えた、流動物の供給装置。“、である。
【０００９】
さらに、前記ねじポンプ軸及びケーシング部からなる、ねじポンプの部分が一軸偏心モーノポンプを構成するようにすることが好ましい。
すなわち、本願第二の発明は、
“前記ねじポンプ軸及びケーシング部からなる、ねじポンプの部分が一軸偏心ねじポンプを構成する請求項１に記載の流動物の供給装置。”、である。
【００１０】
さらに、本発明の流動物供給装置における流動物とは、小麦粉等の穀物粉体に水を懸濁させたバッターに野菜等の固形物を含んだかき揚げの原料生地であると好適に利用することができる。
すなわち、本願第三の発明は、
“前記固形物を含有する流動物が、小麦粉又は澱粉等の穀物紛体を水に懸濁させたバッターに野菜等の固形物を含んだ流動物である請求項１又は２に記載する流動物の供給装置。”、である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の全体の斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の右側面図のホッパ内部を透視した全体の右側面透視図である。
【図３】本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の流動物供給装置の正面透視図である。
【図４】スクリューねじポンプ（一軸偏心ねじポンプ）を垂直方向に設置した場合と所定の傾斜角を有するようにした場合を比較した模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
１      スクリュー部
1−1    スクリュー軸
1−2    羽根部
３      回転モータ部
５      ホッパ部
5−1    ホッパ部の傾斜面
5−2    ホッパ部の出口部
７      ねじポンプ部
８      ねじポンプ軸
９      ケーシング部
１１    カップリング部
１３    ユニバーサルジョイント
１５    枠体
１７    ホッパ部の支持部材
１９    減速機
２１    押圧機構
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明はこれらの実施態様に限定されることがないのは勿論である。図１は本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の全体の斜視図である。次に図２は本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の右側面図のホッパ内部を透視した全体の透視図である。さらに図３は本発明の第一の実施態様の流動物供給装置の流動物供給装置の正面図である。
本発明の第一の実施態様においては、スクリュー部1がホッパ5内において水平方向に対して約４５°に傾斜するように配置されている。また、当該スクリュー部1の上部には、揺動を可能とするようにカップリング11による連結を経て回転モータ部3が接続されている。
【００１４】
スクリュー部1は、その下方側の先端部において所定角度の屈曲が可能となるようにユニバーサルジョイント13を介してねじポンプ（一軸偏心ねじポンプ）のねじポンプ軸8と連結されている。
さらに、ホッパ部5の出口部には一軸偏心ねじポンプのケーシング部9が連続して装着されており、一軸偏心ねじポンプ軸8が回転して、所定の供給ができるように構成されている。
【００１５】
尚、ホッパ部5は、略逆三角錐状の形状を有し、当該開口部から下方部に向かって、水平断面積が小さくなるように構成されている。そして、当該逆三角錘状のホッパ部内面の傾斜面に沿って、スクリュー部1が鉛直方向に対して概ね４５°となるように配置されている。また、スクリュー部1が配置される付近の傾斜面の領域5−1は前記スクリュー部1の羽根部1−2の外形にあわせて円弧状の形状を有している。
また、図１〜３に示すように上記の各構成は枠体15に支持されており、ホッパ部5とスクリュー部1及びポンプ部7を含むホッパ部5の傾斜角度を任意に変更できるように、ホッパ部5の支持部材17をスライドできるように構成されている。
以下、本発明の各構成について具体的に説明する。
─流動物の供給装置─、
【００１６】
本発明で供給する対象物は流動物である。特に、食品原料等の流動物が考えられる。具体的には、天ぷらやフライ食品に用いられるバッターやトマトペースト等の流動性の液状物とこれらに具材等を混合した固形物を含有する流動物が想定される。
例えば、かき揚げ用のバッターの場合具体的には以下のように配合することができる。バッター原料（衣材原料）としては、小麦粉、片栗粉、卵液、卵白、大豆蛋白、ベーキングパウダー、乳アルブミン等の一種類以上の粉体原料及び水などの原料からなり、その他の原料を適宜混合することができる。尚、その比率及びその他の原料については限定されるものではない。
【００１７】
上記の粉体原料と水を、粉体：水が２：１〜３：５程度になるように混合したものをバッターとして用いるのが一般的である。また、好ましくは、粉体：水が１：１〜３：４程度である。
このバッターに、固形物として揚げだね（具材）を混合、又は絡ませてフライ処理前のかき揚げ生地を調製する。具材については、種々の具材を選択することができる。
具体的には、野菜系統のものとして、たまねぎ、にんじん、いんげん、三つ葉、ししとう、じゃがいも、長いも、しめじ、まいたけ等を利用することができる。また、イカ、帆立貝などの魚介類や牛や豚等の畜肉類も使用可能である。
【００１８】
その他、えび、さくら海老、ちくわ等の動物性材料や、白ゴマなど種々の素材を利用することができる。また、桜えびやシラス等を加えてもよいことはもちろんである。また、これらの具材は、比較的大きめに裁断されている場合でも可能である。
上述の具材とバッターを混合することによってかき揚げ生地を調製する。具材と混合するバッター量は対象とする具材によっても異なるが、概ね具材：バッターが４：１〜２：１程度となるように混合してかき揚げ生地とするのが一般的である。
但し、具材とバッターの混合比については、上記に限定されず幅広く種々の割合が可能である。すなわち、バッターの含量を比較的多めにして流動性を高めることももちろん可能であるが、逆にバッターの量を制限して、具材の表面の一部をバッター等でウエットな状態となる程度となる状態、すなわち表面の一部がコーティングされたに過ぎない程度でも可能である。
【００１９】
このように具材の表面の一部がバッターでコーティングされるに程度に過ぎず、流動性が比較的小さい具材の集合体であっても、具材同士の一部分が接着性を有し、全体としてある程度のまとまり（一体性）を有しつつ流動可能な程度であれば、本発明の充填装置を好適に利用することができる。
すなわち、本発明の粒状物の供給装置は、例えば、かき揚げの連続生産のために、かき揚げ生地を所定の型枠（リテーナ）に順次、供給していく場合、当該かき揚げ生地の連続的な供給に好適に利用することができる。
─スクリュー部─
【００２０】
本発明の流動物供給装置におけるスクリュー部1とは、供給対象物である流動物をねじポンプ7に供給するために流動物を搬送するための部材である。本発明においてスクリュー部1を回転することで、固形物を含んだ流動物を好適にねじポンプ部7に供給することができる。
このようにスクリュー部1は、流動物を、ねじポンプ部7に効率的に供給するために設けられる。このような機能を有するスクリューの形式であれば特に形式は限定されない。種々のタイプのスクリューを用いることができる。
【００２１】
本発明の第一の実施態様においては、図２に示すようにスクリュー１は、スクリュー軸1−1と螺旋状の羽根部1−2から構成されており、当該スクリュー1の先端部は、後述する一軸偏心ねじポンプのロータ8に連結されており、当該スクリュー部1の回転に同期して、当該一軸偏心ポンプのロータ部8も回転するように構成されている。
図１〜図３に示すように本発明の供給装置においては、スクリュー部1の上部には、回転モータ3が連結されており、スクリュー部1の回転を促す構成とされている。
また、回転モータ部3とスクリュー部1の間には減速機19が設けられており、所定のトルクを得ることができるように構成されている。さらに、減速機19とスクリュー部1との間は、スクリュー部の所定範囲の揺動を可能とするようにカップリング11を介して連結されている。
さらに、スクリュー部1の先端部と、一軸偏心ポンプのロータ8との間はロータ8の偏心回転が可能となるようにユニバーサルジョイント13により連結されている。
─スクリュー部の設置角度─
【００２２】
本発明においては、前記スクリュー1は、垂直方向に設置されているのではなく、所定の傾斜角度を有している。すなわち、垂直方向であると水平方向に対して９０°の傾斜角度となるところ、本発明における所定の傾斜角は水平方向に対して概ね約２０°〜７０°の傾斜角を有することが好適である。また、約２５°〜６０°がより好ましい。さらに、約３０°〜４５°の傾斜角度を有するのが最も好ましい。
本発明者らの鋭意研究の結果、供給対象物として、流動性の低い流動物を用いる場合においては、当該スクリュー1及びねじポンプ（一軸偏心ねじポンプ）7を単に、垂直方向に設置するのではなく、上述のように所定の傾斜角を有することが好ましいことを見出した。
【００２３】
すなわち、当該スクリュー1及び一軸偏心ねじポンプ7が垂直方向に設置されていると、ホッパ内に充填された流動物の流動性Sが充分でない場合において、スクリュー部1の回りの流動物Sがスクリュー部1に移動せず、当該流動物Sをスクリュー1に巻き込むことができずに供給を進めることができない場合があることを見出した（図４（２））。このような状態となると、供給対象物を効率的にねじポンプ7側に送ることができず、当該対象物の供給が滞ることになる。
【００２４】
そこで、上述のように斜めに配置させた傾斜角を有することで（図４（１））、当該スクリュー1の羽根部1−2がホッパ5内に充填された流動物Sを、効果的にスクリュー部1に巻き込むことができることを見出した。このため、流動物Sの流動性が小さい場合においても当該対象物Sをスクリュー1により移送することが可能となる。これによりスクリュー部1と連結したねじポンプ部7側に流動物Sを効率的に移送することができる。そして、スクリュー部1により移送された流動物は、ねじポンプ7部に連続的に移送され、ねじポンプ部7による連続的な供給が可能となる。
【００２５】
尚、傾斜角度については、水平方向からの傾斜角度が７０°以上になると、流動物Sのスクリュー部1による巻き込みが滞る場合も見られ始める。また、２０°以下であると、スクリュー部とねじポンプの設置自体が困難となるとともに、ねじポンプでの排出口での流動物の切れ等が悪くなる。このため、傾斜角については概ね概ね約２０°〜７０°の傾斜角を有することが好適である。また、約２５°〜６０°がより好ましい。さらに、約３０°〜４５°の傾斜角度を有するのが最も好ましい。
─回転モータ部─
【００２６】
本発明の流動物供給装置においては回転モータ部3を有するが、当該回転モータ3をサーボモータ等として所定の回転数を維持させることが好ましい。また、回転モータ部3とスクリュー部1の間は、揺動可能となるようにカップリング11を介して連結されている。
本発明の流動物供給装置における回転速度については、本発明の特に限定されないが、概ね流動物の供給装置においては、200回転〜500回転／分程度が好適である。また、さらに、好ましくは350回転〜400回転／分である。また、概ね一回の供給で70ｇ〜180ｇ程度の供給物を供給することが好ましい。さらに、一回の供給で90ｇ〜150ｇ程度の供給物を供給するのがより好ましい。
【００２７】
尚、当該回転については、間欠的に実施することが好適である。すなわち、“スクリュー部1及びねじポンプ軸8の回転”→“停止”のサイクルで実施することによって、流動物のスクリュー部１への巻き込みを効果的に行うことができる。また、ねじポンプ部7の排出口より排出された流動物をカップや他の容器に収容し、停止したのち、新しいカップや容器に取り換え又は移動させて、順次、流動物の供給を行うことができる。
─ホッパ部─
【００２８】
本発明においてホッパ部5は、供給対象である流動物を収容し、前記スクリュー1及びねじポンプ7を用いて順次供給するための流動物のストック部である。
本発明の第一の実施態様のホッパ5は、枠体15に装着されており、図１に示すように略逆三角錐状の枠形状を有し、当該開口部から下方部に向かって、水平断面積が小さくなるように構成されている。
そして、当該逆三角錘状のホッパ部5の内面の傾斜面に沿って、スクリュー部1が鉛直方向に対して概ね４５°となるように配置されている。また、当該傾斜面のスクリュー部1が配置される付近の領域5−1は前記スクリュー部1の羽根部1−2の外形にあわせて円弧状の形状を有している。
【００２９】
次いで、上記の逆三角錐状部分に続いて、ホッパ部1の出口部に向かって、図１〜３に示すように、スクリュー1の先端部の羽根部1−2の外形にあわせてこれを包含できるように略円筒形状の出口部5−2を形成している。
このように、出口部に向かってホッパ部の形状を略円筒状とすることによって、スクリュー部1による流動物の移送を円滑に行えるとともに、スクリュー部1に続くねじポンプ7による対象物の供給をよりスムースに行うことができる。
─ねじポンプ軸及びケーシング部─
【００３０】
本発明におけるねじポンプ軸及びそれに対応するケーシング部は、一体としてねじポンプ部を構成する。具体的には、本発明にいうねじポンプとは、ねじ型の回転子を用いて対象物を搬送する形式のポンプをいう。容積式ポンプの一種であり、粘度を有する液体や固形物を含有する液をネジの回転軸の方向に輸送するタイプをいう。一般な形態として、ねじポンプ軸と当該ポンプ軸を外覆するケーシング部を有する。
【００３１】
本発明の第一の実施態様に示すように、本発明においては、このねじポンプのうち、特に“一軸偏心ねじポンプ”を好適に利用することができる。ここで、“一軸偏心ねじポンプ”とは、ねじポンプのうち、“モーノポンプ”とも称され、ねじポンプ軸として雄ネジ形ロータと、ケーシング部として雌ネジ形ステータとを有し、該ねじポンプ軸（ロータ）がステータ内に嵌挿されており、該ステータの中心軸線を中心として該ロータが偏心回転することにより、両者間にできる空間容量に入った被移送物を、ロータの回転に従って移送するタイプのポンプをいう。本発明においては、当該一軸偏心ねじポンプ“モーノポンプ”を利用することが好ましい。
【００３２】
本発明の第一の実施態様においては、図１〜３に示すように、前記スクリュー部1の下方先端にねじポンプ軸8（一軸偏心ねじポンプの雄ネジ形ロータ）が、その偏心回転を可能とするために、スクリュー部と回転部との間が揺動可能とするようにユニバーサルジョイント13によって連結されている。また、ねじポンプのケーシング部として、一軸偏心ねじポンプの雌ネジ形ステータ9がホッパ部5に連続して設けられており、当該一軸偏心ねじポンプ（モーノポンプ）部7を形成している。
尚、前記スクリュー部1と雄ネジ系ロータ8との間については、ユニバーサルジョイント13以外の他の連結方法であってもよいことは勿論である。
─その他の構成─
【００３３】
本発明においては、上記の構成の他、図２に示すようにホッパの上部から供給物を押圧する押圧機構21を準備しておいてもよい。このように押圧することでより効率よく、スクリュー部に供給対象を巻き込むことができる。
当該押圧によって供給物をホッパ部7の下部に押しやることができ、装着されたスクリュー1による流動物の移送を容易にすることができる。
─具体的な流動物の排出までの流動物の動き─
【００３４】
以下に、本発明の第一の実施態様において具体的に流動物をホッパ5内に収容し、スクリュー部1及びねじポンプ部7を作動させて当該流動物をねじポンプの排出口より供給する際の、流動物の動きを説明する。
ホッパ部5に投入された流動物は、ホッパ5上部より順次下降し、スクリュー部1の羽根部1−2の上面まで移動し、スクリュー部の回転に伴い効果的に巻き込みが可能となる。    
【００３５】
本状態でスクリュー部1（及びモーノポンプ7）を回転させて、ホッパ内での流動物の移送及びモーノポンプによる流動物の排出を開始する。
上述のようにホッパ内の流動物は、スクリュー部1の回転に巻き込まれているため、効果的にスクリュー1の回転に伴い移送され、一軸偏心ねじポンプ7（モーノポンプ）側に流動物は供給され、当該モーノポンプ7によって順次排出される。
一方、ホッパ5内においては、スクリュー部1の回転により流動物が下方向に移送されると同時に、ホッパ内に積層されている流動物が順次スクリュー部に下降し、スクリューの回転によって巻き込まれる位置に移動し、スクリュー部での巻き込みが継続する。
尚、本発明の流動物供給装置においては、スクリュー部1（ねじポンプ軸8）の回転→停止を間欠的に実施することが好ましい。一旦スクリュー部1の回転を停止させると、停止中にホッパ内における流動物のスクリュー部への移動が生じやすくなるという効果を有する。  
【実施例】
【００３６】
＜試験例１＞流動物供給装置のスクリュー部の角度を変えた場合の試験
図１に示すように、スクリュー部1（全長600ｍｍ、スクリュー翼板の直径84ｍｍ）モーノポンプ部7（全長800ｍｍ、内径30ｍｍ）のサイズを有する流動物供給装置を製作した。また、供給対象の流動物として、以下のかき揚げ用のバッターに具材を混合したかき揚げ生地を用いて供給スピード3600ｇ／分とし、“1秒回転→1.4秒停止”のサイクルを繰り返すことで、対象物の間欠的な供給を実施して、供給状態について試験した。
供給対象としては、かき揚げ生地を作製した。バッターとしては、小麦粉、片栗粉と水を１：１で混合したバッター１４４０ｇに、裁断したニンジン(５５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍ程度)、たまねぎ（２２ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ程度）に裁断した具材を混合して調製した。当該かき揚げ生地７．２ｋｇをホッパ内に収容して試験した。
＜実施例１＞
【００３７】
水平方向に対してスクリュー部及びねじポンプ部7の傾斜角度を３０°に配置した場合において、その供給状況について試験した。
＜実施例２＞
【００３８】
水平方向に対してスクリュー部及びねじポンプ部7の傾斜角度を４５°に配置した場合において、その供給状況について試験した。
＜比較例１＞
【００３９】
水平方向に対してスクリュー部及びねじポンプ部7の傾斜角度を９０°に配置した場合において、その供給状況について試験した。
＜比較例２＞
【００４０】
水平方向に対してスクリュー部及びねじポンプ部7の傾斜角度を０°に配置した場合において、その供給状況について試験した。
─評価方向─
かき揚げ生地（バッター及び固形具材を含む）の排出状況についての評価は、間欠的に連続供給した場合の生地の排出量の減少又は途切れが無いかを基準に評価し、○、△、×の四段階で評価を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0006587569.tif 000002
スクリュー部等について傾斜させた本発明の流動物供給装置を用いることで流動物（かき揚げ生地）を安定して継続的に供給できることが判明した。
【図１】
0006587569.tif 000003
【図２】
0006587569.tif 000004
【図３】
0006587569.tif 000005
【図４】
0006587569.tif 000006