(57)【要約】【課題】精緻な撹拌混合を可能とする。【解決手段】食材５１を収容して撹拌するための加熱釜２３と、加熱釜２３内の食材５１を軸回りの回転により撹拌する撹拌羽根３５と、撹拌羽根３５を軸回りに回転駆動するサーボモータ７と、攪拌羽根３５の回転角加速度変化の組み合わせによる撹拌パターンを形成するようにサーボモータ７を駆動させる制御ボックス９とを備えたため、攪拌羽根３５が食材に対して入出する際にはゆっくりと、加熱釜２３の底部４１側では速度を急に速める等の撹拌パターンの形成により職人技のような精緻な撹拌混合を得ることができる。【選択図】図１
2008073587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被攪拌物を収容して撹拌するための撹拌容器と、
該撹拌容器内の被攪拌物を軸回りの回転により撹拌する攪拌子と、
該攪拌子を軸回りに回転駆動するサーボモータと、
前記攪拌子の回転角加速度変化を有するように前記サーボモータを駆動させる制御部と
を備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置であって、
前記制御部は、前記攪拌子の回転角加速度変化を有する撹拌パターンを形成するように前記サーボモータを駆動させる
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項２記載の撹拌装置であって、
前記制御部は、前記回転角加速度変化を前記攪拌子の１回転内で設定する
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の撹拌装置であって、
前記制御部は、前記撹拌パターンを複数備え、該複数の撹拌パターンを所定時間毎に順次切り替える
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項２又は３記載の撹拌装置であって、
前記制御部は、前記撹拌パターンを複数備え、該複数の撹拌パターンを駆動トルクに応じて切り替える
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の撹拌装置であって、
前記撹拌容器は、少なくとも底部が半円筒形の横型であり、
前記攪拌子は、前記撹拌容器に横方向に設けられた撹拌軸に支持され前記底部を掻き取るように回転可能である
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の撹拌装置であって、
前記撹拌容器は、横断面が円形の縦型であり、
前記攪拌子は、前記撹拌容器に縦方向に設けられた撹拌軸に支持され該攪拌軸の回転により攪拌容器内を攪拌回転可能である
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項８】
請求項７記載の撹拌装置であって、
前記撹拌軸は、自公転機構に支持され、
前記攪拌子は、前記攪拌容器内を自公転攪拌回転可能である
ことを特徴とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、食材を撹拌調理するため等に供される撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撹拌装置としては、例えば特許文献１に記載のようなものがある。この撹拌装置は、自転用及び公転用のサーボモータをコンピュータ制御により駆動し、原料の物性変動に対応させて撹拌できるようにしている。
【０００３】
しかし、従来の撹拌装置は、自転公転の回転数を変更するのみであり、１回転の速度は一定であり、精緻な撹拌混合には限界があった。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−７０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、精緻な撹拌混合には限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、精緻な撹拌混合を可能とするため、被攪拌物を収容して撹拌するための撹拌容器と、該撹拌容器内の被攪拌物を軸回りの回転により撹拌する攪拌子と、該攪拌子を軸回りに回転駆動するサーボモータと、前記攪拌子の回転角加速度変化を有するように前記サーボモータを駆動させる制御部とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、被攪拌物を収容して撹拌するための撹拌容器と、該撹拌容器内の被攪拌物を軸回りの回転により撹拌する攪拌子と、該攪拌子を軸回りに回転駆動するサーボモータと、前記攪拌子の回転角加速度変化を有するように前記サーボモータを駆動させる制御部とを備えたため、より確実な撹拌混合を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
精緻な撹拌混合を可能にするという目的を、攪拌子の回転角加速度変化により実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１〜図４は本発明の実施例１を示している。図１は、調理装置の一部切欠正面図、図２は、同要部概略断面図、図３は、制御ブロック図、図４は、制御フローチャートである。
【００１０】
図１，図２のように、撹拌装置の一例として調理装置１は、ベースフレーム３上に、調理容器５と、サーボモータ７と、制御部としての制御ボックス９とを備えている。
【００１１】
前記ベースフレーム３は、フロアフレーム１３とサイドフレーム１５，１７とからなっている。フロアフレーム１３は、脚部１９によってフロア２１上に設置されている。脚部１９には例えばロードセル等で構成された重量センサが介設されており、調理装置１全体の重量測定を行う構成となっている。この重量測定によって、調理容器５内の食材の加熱調理による水分蒸発量等を演算し、調理装置１の自動調理等を行わせることが可能となる。サイドフレーム１５，１７は、前記フロアフレーム１３の両端に立設して設けられている。
【００１２】
調理容器５は、被攪拌物を収容して撹拌するための撹拌容器としての加熱釜２３とジャケット２５とを備えている。加熱釜２３は横置きの円筒部２７上にホッパー部２９を設けたものである。従って、撹拌容器である加熱釜２３は、少なくとも底部が半円筒形の横型の構成となっている。ホッパー部２９上には、両開きの蓋部３１ａ，３１ｂが設けられている。
【００１３】
円筒部２７の軸芯部には、撹拌軸３３が回転自在に支持され、加熱釜２３に対して横方向に設けられている。撹拌軸３３には、所定間隔で攪拌子として撹拌羽根３５がアーム３７により取り付けられている。撹拌軸３３は、サーボモータ７に結合されている。サーボモータ７の駆動により撹拌軸３３と共に撹拌羽根３５が軸回りに回転し、加熱釜２３内の撹拌物である食材を撹拌調理することができる。撹拌羽根３５は、樹脂で形成され、前記回転により加熱釜２３の底部４１を掻き取るように撹拌回転する。
【００１４】
ジャケット２５には、制御ボックス９の制御により適時適量適温の蒸気が供給され、加熱釜２３を加熱する。この加熱により、加熱撹拌調理を可能とする。
【００１５】
サーボモータ７は、図３のように駆動回路４３に接続され、駆動回路４３は、制御ボックス９の出力ポートに接続されている。
【００１６】
制御ボックス９の入力ポートには、パーソナルコンピュータなどで形成された設定入力部４５と温度センサ４７とトルクセンサ４９とが接続されている。制御ボックス９は、攪拌羽根３５の回転角加速度変化を有する撹拌パターンを形成するように前記サーボモータ７を駆動させる。この攪拌パターンの設定は、自由である。本実施例では、前記撹拌羽根３５の１回転内で回転角加速度を変化させた撹拌パターンを形成するように前記サーボモータ７を駆動させる。
【００１７】
撹拌羽根３５の１回転内の撹拌パターンの設定は、設定入力部４５で行われる。撹拌パターンとしては、例えば加熱釜２３の最底部側で回転角加速度を大きくして速度を急に速め、攪拌羽根３５が食材に進入するとき或いは食材から出るときに回転角加速度を小さくして低速にするなどの設定をする。１回転内で速度が変化しても、回転がなめらかとなるように速度が遷移するように回転角加速度が設定される。この設定は、代表的な角加速度を設定することで予め定めた計算式により自動的に行わせることができる。
【００１８】
加熱釜２３の底部４１で撹拌羽根３５の回転角加速度を大きくして回転速度を急に速めると、食材５１の慣性力が撹拌羽根３５に働き、図２の実線図示の状態から一点鎖線図示のように撹拌羽根３５が僅かに変位する。この変位して立ち上がった撹拌羽根３５の先端が底部４１を刮ぎ、加熱釜２３の底部４１内面等に薄く形成される焦げを発生させないようにし、物性を安定させることができる。
【００１９】
一般に、刮ぎを取るには、撹拌羽根３５を底部４１側へ付勢するスプリングの強度を高めるが、この設定によっても刮ぎは不十分となり、薄く焦げの境面が残り、物性が不安定化する恐れがある。本実施例では、前記の刮ぎにより境面破壊を効率よく行わせ、物性を確実に安定化させることができる。
【００２０】
また、図２のような撹拌羽根３５の動きにより、良好に撹拌調理することができる。
【００２１】
撹拌羽根３５が等速回転運動している場合、食材５１が撹拌羽根３５と共に回転する場合がある。このようなとき、撹拌羽根３５の回転が増減速すると、食材５１に不均一な角加速度変化を与えることができ、混合を促進させ、また、食材が撹拌羽根３５と共に一体的に等速回転してしまう、いわゆる供回り状態を無くすことができる。
【００２２】
設定入力部４５により、撹拌羽根３５の１回転内の撹拌パターンを設定し、制御ボックス９へ入力する。撹拌パターンは、複数種入力することもできる。制御ボックス９には、温度センサ４７、トルクセンサ４９からの検出信号も入力される。温度センサ４７は、加熱調理中の加熱釜２３内の食材５１の温度を検出するものある。トルクセンサ４９は、サーボモータ７の負荷電流の検出等により駆動トルクを検出する。
【００２３】
制御ボックス９の出力により、駆動回路４３が制御され、サーボモータ７が駆動される。この駆動により、撹拌軸３３が回転し、撹拌羽根３５が撹拌駆動される。この撹拌駆動は、前記のように設定された撹拌パターンで行われ、撹拌羽根３５の精緻な撹拌混合を可能とする。この撹拌羽根３５により、食材５１を的確に撹拌調理することができる。
【００２４】
図４は、撹拌駆動の制御フローチャートである。
【００２５】
図４のフローチャートは、電源の投入により実行され、ステップＳ１では、「初期設定」の処理が実行される。この処理では、タイマーのリセット等が行われ、ステップＳ２へ移行する。
【００２６】
ステップＳ２では、「スイッチの読み込み」の処理が実行される。この処理では、モータ始動のためのスイッチのＯＮ信号が読み込まれ、ステップＳ３へ移行する。
【００２７】
ステップＳ３では、「スイッチＯＮか？」の判断処理が実行され、スイッチがＯＮであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行し、スイッチがＯＮでなければ（ＮＯ）、ステップＳ２の処理が繰り返される。
【００２８】
ステップＳ４では、「撹拌パターン読み込み」の処理が実行される。この処理では、設定入力部４５で入力された撹拌パターンの読み込みが行われ、ステップＳ５へ移行する。
【００２９】
ステップＳ５では、「撹拌パターンで駆動」の処理が実行される。この処理では、読み込まれた撹拌パターンに応じて制御ボックス９から駆動回路４３へ信号が出力され、サーボモータ７が駆動される。これによりサーボモータ７は、所定の撹拌パターンで撹拌羽根３５が駆動されるように撹拌軸３３を回転駆動する。この回転駆動により、１回転の中で、複数の回転角加速度を設定することで回転速度が速い、遅い、中間速などの組み合わせによる撹拌パターンで撹拌羽根３５を駆動することができ、定速回転による食材の供回りを崩し、撹拌羽根３５の精緻な撹拌混合により、いわゆる職人技と称される撹拌動作を機械的に可能とする。
【００３０】
ステップＳ６では、「タイマー読み込み」の処理が実行される。この処理では、サーボモータ７の動作開始から制御ボックス９内のタイマによりカウントされた経過時間が読み込まれ、ステップＳ７へ移行する。
【００３１】
ステップＳ７では、「一定時間経過？」の判断処理が実行される。この処理では、予め設定された調理時間が経過したか否かが判断され、経過していれば（ＹＥＳ）、処理は終了し、経過していなければ（ＮＯ）、ステップＳ５の処理が繰り返される。この一定時間は、攪拌パターンの繰り返し回数に応じて設定される。一定時間の設定は、食材により異ならせることができる。
【００３２】
このように、本発明の実施例では、食材５１を収容して撹拌するための加熱釜２３と、該加熱釜２３内の食材５１を軸回りの回転により撹拌する撹拌羽根３５と、該撹拌羽根３５を軸回りに回転駆動するサーボモータ７と、攪拌羽根３５の回転角加速度を有する撹拌パターンを形成するように前記サーボモータ７を駆動させる制御ボックス９とを備えたため、攪拌羽根３５が食材に対して入出する際にはゆっくりと、加熱釜２３の底部４１側では速度を急に速める等の撹拌パターンの形成により職人技のような精緻な撹拌混合を得ることができる。
【００３３】
一般に、容器の中に回転運動をする攪拌子を入れた撹拌装置は、原理的には、攪拌子の回転運動により動かされる内容物、容器の形状により容器側に付着固定される内容物の相対的な速度差を利用して、内容物に複雑な運動を与えることにより、混合、撹拌を行っている。
【００３４】
本発明実施例では、攪拌羽根３５の回転運動に角加速度変化を与えて撹拌パターンを形成し、その流動を積極的に変化させることにより混合を促進させるものである。
【００３５】
特に、粘性の高い物質、塑性の大きい物質など、流動性のない物質の場合は、
等速回転運動による混合であると、食材等の内容物が撹拌羽根３５と共に供回りする恐れがあり、混合が進まなくなる恐れがある。
【００３６】
これに対し、本発明実施例では、撹拌羽根３５が等速回転運動ではなく、加速度運動を行うため、回転子と一緒に動く内容物に加（減）速度に起因する慣性力が加わり、内容物は回転子とは別の動きをする。即ち供回りを防止することができる。
【００３７】
また、回転角加速度により変位して立ち上がった撹拌羽根３５の先端が底部４１を刮ぎ、加熱釜２３の底部４１内面等に薄く形成される焦げを発生させないようにし、物性を安定させることができる。
【実施例２】
【００３８】
図５は本発明の実施例２に係る撹拌駆動の制御フローチャートである。なお、基本的なステップは、実施例１と同様であり、対応するステップには、同符号を付して説明する。また、調理装置の構造は、実施例１と同一であり、必要に応じて図１〜図３を参照する。
【００３９】
本実施例では、設定入力部４５で複数種の撹拌パターンを設定入力し、該撹拌パターンを連続的に行わせる。例えば、５種の撹拌パターンを設定し、この５種のパターンを１セットとし、このセットを連続して行わせるようにサーボモータ７を駆動する。このとき、設定された調理時間が終了していなければ、５種の撹拌パターンが繰り返される。５種の攪拌パターンは、複数の回転角加速度の設定により、それぞれ１回転内の回転速度の高速、低速、中速等の分布の角度領域が異なるように設定されている。
【００４０】
このため、本実施例では、ステップＳ８を追加した。ステップＳ８では、「全てのパターン終了」の判断処理が実行される。この処理では、ステップＳ４で順次読み込まれる複数種（例えば５種）の撹拌パターンが全て実行されたか否かが判断され、全て実行されれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６へ移行し、複数種の途中であれば（ＮＯ）、ステップＳ４の読み込みが繰り返される。
【００４１】
ステップＳ８において、全ての撹拌パターンが実行されたと判断され、ステップＳ６，Ｓ７へと移行し、設定された一定時間が経過していなければ（ＮＯ）、ステップＳ４へリターンし、再度撹拌パターンの読み込みにより、複数種の撹拌パターンが繰り返される。この一定時間は、例えば５種の攪拌パターンの組み合わせを１セットとし、セットの繰り返し回数に応じて設定される。時間の設定に代えて、５種の攪拌パターンの終了毎にフラグをたて、フラグのカウントにより判断する構成にすることもできる。
【００４２】
ステップＳ８において、一定時間が経過し（ＹＥＳ）、全てのセットが終了すると、処理は終了する。
【００４３】
従って、本実施例においても、実施例１と同様な効果を奏することができる。また、本実施例では、複数種の攪拌パターンの組み合わせを１セットとし、セットの繰り返しを行わせることができ、被攪拌物に応じてより精緻な撹拌混合を行わせることができる。
【実施例３】
【００４４】
図５は本発明の実施例３に係る撹拌駆動の制御フローチャートである。なお、基本的なステップは、実施例１と同様であり、対応するステップには、同符号を付して説明する。また、調理装置の構造は、実施例１と同一であり、必要に応じて図１〜図３を参照する。
【００４５】
本実施例では、設定入力部４５で複数種の撹拌パターンを設定入力し、該撹拌パターンをサーボモータ７のトルク変化に応じて変更する。例えば、５種の撹拌パターンを設定し、最初の攪拌パターンを行わせるようにサーボモータ７を駆動する。サーボモータ７のトルクが検出され、攪拌パターンが検出されたトルクに応じていなければ検出されたトルクに応じた攪拌パターンに変更される。
【００４６】
このため、本実施例では、ステップＳ９，Ｓ１０を追加した。ステップＳ９では、「トルク読み込み」の処理が実行される。この処理では、サーボモータ７の電流値などから駆動トルクが読み込まれる。
【００４７】
ステップＳ１０では、駆動トルクに応じて攪拌パターンが選択される。従って、一定時間内に駆動トルクに変化があれば、この変化に応じて攪拌パターンが変更される。
【００４８】
本実施例においても、実施例１と同様な効果を奏することができる。また、本実施例では、駆動トルクの変動に応じて攪拌パターンを変更することができ、被攪拌物の攪拌程度に応じてより精緻な撹拌混合を行わせることができる。
【実施例４】
【００４９】
図７は、本発明の実施例４に係る調理装置の断面図である。
【００５０】
実施例１は、攪拌軸３３が横方向に配置された横型であるのに対し、本実施例の調理装置１Ａは、縦方向に配置された縦型である。
【００５１】
撹拌容器としての調理容器５Ａは、横断面が円形の縦型である。撹拌子としてのホイッパ３５Ａは、調理容器５Ａに縦方向に設けられた撹拌軸３３Ａに支持され該攪拌軸３３Ａの回転により調理容器５Ａ内を攪拌回転可能である。なお、攪拌子としては、その他ビーター、くし歯等の形状のものを用いることができる。
【００５２】
本実施例において、撹拌軸３３Ａは、自公転機構５３に支持され、ホイッパ３５Ａは、調理容器５Ａ内を自公転攪拌回転可能である。ホイッパ３５Ａの攪拌軌跡は、例えばハイポサイクロイドとなる。
【００５３】
自公転機構５３は、フレーム３Ａに回転自在に支持された回転ボックス５５を備え、この回転ボックス５５に、攪拌軸３３Ａが偏心位置で回転自在に支持されている。回転ボックス５５の回転中心部には、第１伝動軸５７が回転自在に支持され、回転ボックス５５外においてフレーム３Ａ側に、第２伝動軸５９が回転自在に支持されている。
【００５４】
攪拌軸３３Ａに固定された第１ギヤ６１は、第１伝動軸５７の下端に固定された第２ギヤ６３に噛み合っている。第１伝動軸５７の上端側に固定された第３ギヤ６５は、第２伝動軸５９の中間部に固定された第４ギヤ６７に噛み合っている。第２伝動軸５９の下端側に固定された第５ギヤ６９は、回転ボックス５５の上端部に固定された第６ギヤ７１に噛み合っている。
【００５５】
第２伝動軸５９の上端部に固定された第１スプロケット７３とサーボモータ７Ａの出力軸に固定された第２スプロケット７５との間には、チェーン７７が掛け回されている。
【００５６】
従って、サーボモータ７Ａのの回転出力により第２スプロケット７５、チェーン７７、第１スプロケット７３を介して第２伝動軸５９が回転駆動される。第２伝動軸５９の回転駆動により第４ギヤ６７、第３ギヤ６５を介して第１伝動軸５７に回転が伝達されると共に、第５ギヤ６９、第６ギヤ７１を介して回転ボックス５５に回転が伝達される。
【００５７】
第１伝動軸５７が回転すると第２ギヤ６３、第１ギヤ６１を介して攪拌軸３３Ａが回転し、ホイッパ３５Ａが攪拌軸３３Ａの軸回転により自転する。
【００５８】
回転ボックス５５が回転すると偏心支持された攪拌軸３３Ａが回転ボックス５の軸心回りに偏心回転し、ホイッパ３５Ａが自転公転する。
【００５９】
このホイッパ３５Ａの自公転可能な構成に対し、自公転の各回転角加速度変化の組み合わせによる撹拌パターンを形成するようにサーボモータ７Ａを駆動する。
【００６０】
自公転するホイッパ３５Ａの場合、ホイッパ３５Ａが調理容器５Ａ側に寄るとき角加速度を大きくして自公転させ、その他の個所では低速自公転させる等の攪拌パターンにすることができる。これにより、定速による自公転に比較して食材の供回りを崩し、撹拌混合を効果的に行わせることができる。
【００６１】
なお、自公転を別々のサーボモータで駆動する構成にすれば、自転のみ或いは公転のみ複数の回転角加速度変化の組み合わせによる攪拌パターンを形成するように駆動することもできる。
【００６２】
こうして、本実施例でも実施例１と同様な効果を奏することができる。例えば縦型の調理装置１Ａであっても、攪拌パターンの形成により、職人技のような精緻な撹拌混合を得ることができる。
［その他］
攪拌パターンは、攪拌速度、被攪拌物の温度により選択する構成にすることもできる。攪拌速度、被攪拌物の温度、駆動トルクの組み合わせに適した攪拌パターンを選択して攪拌する構成にすることもできる。
【００６３】
前記制御ボックス９は、前記撹拌パターンを前記攪拌軸３３に対する撹拌羽根３５の配列に応じて決定することもできる。すなわち、攪拌軸に対する攪拌羽根３５の取付位置は、軸方向では所定間隔であるが、回転方向では取付位置が異なっている。このような攪拌羽根３５の取付に適した攪拌パターンを予め実験により取得し、この攪拌パターンにより攪拌駆動することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】調理装置の正面図である（実施例１）。
【図２】調理装置の要部概略断面図である（実施例１）。
【図３】調理装置の制御ブロック図である（実施例１）。
【図４】調理装置の制御フローチャートである（実施例１）。
【図５】調理装置の制御フローチャートである（実施例２）。
【図６】調理装置の制御フローチャートである（実施例３）。
【図７】調理装置の断面図である（実施例４）。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ  調理装置（撹拌装置）
５，５Ａ  調理容器
７，７Ａ  サーボモータ
９，９Ａ  制御ボックス（制御部）
２３  加熱釜（攪拌容器）
３３，３３Ａ  攪拌軸
３５  攪拌羽根（攪拌子）
３５Ａ  ホイッパ（攪拌子）
【図１】
2008073587.tif 000003
【図２】
2008073587.tif 000004
【図３】
2008073587.tif 000005
【図４】
2008073587.tif 000006
【図５】
2008073587.tif 000007
【図６】
2008073587.tif 000008
【図７】
2008073587.tif 000009