谷物面包机专利技术分析

曹俊静

【摘  要】随着生活节奏的加快以及公众对于食品安全的忠实，越来越多的家庭开始成为面包机的忠实用户，面包机因其快捷方便、多功能等优势受到越来越多家庭的青睐。本文主要以DWPI数据库和CNABS数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献角度的视角谷物面包机的发展脉络进行了梳理，并对重要专利引用进行了分析。

【关键词】谷物面包机;重要专利;发展脉络;三洋电机;松下

引言

一直以来，制作面包时必须要从准备粉或混合粉开始，其中，所述粉是通过将小麦或大米等谷物磨成粉而制成的，所述混合粉是在所述粉中混合了各种辅助原料而成的。即使手头有谷粒（典型的为大米），也很难直接由谷粒制作出面包。而且，以往所使用的市售的米粉，几乎都是以精米比例较高的大米为原料制成的制品，无法选择精米比例。但是，近几年，由于健康意识的提高等，作为面包的原料，从营养价值或味道、色泽或外观等各种各样的观点出发，提出了能够自由选择从白米至糙米的精米比例的要求。面包机的重要申请人中，申请量排名前两位的申请人分别是三洋电机和松下，本文将详细分析三洋电机和松下公司共同开发的GOPAN（谷物面包机）的专利技术，并通过分析专利引用的关系来了解专利的发展趋势。

1.GOPAN面包机发展脉络

1.1第一代GOPAN SPM-RB1000

三洋电机于2010年11月11日在日本发售第一代的GOPAN SPM-RB1000大米面包机，GOPAN SPM-RB1000是世界上首台可以将大米直接烘培成面包的产品，实现了整个过程全自动化。早期三洋电机研发的主要难题在于如何将大米变成如同面粉一样细腻的米粉，为此三洋电机开发特殊结构的研磨部件，并且结合大米预先浸泡程序，最终实现了理想的效果。

对于谷物面包机，三洋电机研发的重点在于粉碎叶片，根据粉碎叶片的设置方式，可分为三种形式：与搅拌叶片同轴设置、悬挂式和与搅拌叶片分桶设置。其中，同轴设置的申请比例为73%，远高于后面两种设置方式。

对于粉碎叶片和搅拌叶片同轴设置的面包机，在叶片旋转轴中、比面包容器的底部稍微靠上的位置处，安装有粉碎叶片。粉碎叶片以不能相对于叶片旋转轴旋转的方式而被安装，粉碎叶片由不锈钢钢板制成，具有如飞机螺旋桨的形状。离合器介于罩与叶片旋转轴之间，离合器根据搅拌叶片的姿态来切换连接状态（US2012266757A1、JP2011120690 A等）。同时，三洋电机也考虑到增加粉碎程序后，由于谷粒硬度的不均匀或者放置自动制面包机的环境（主要是温度）变动，从而有时在粉碎工序结束时所获得的粉碎粉的粒度、或者搅拌工序结束时所获得的生面的弹性等会发生偏差，对于这一点，采用了以电机的负载为基准而对粉碎工序以及/或者搅拌工序的结束时间点进行判断的结构，因而能够稳定粉碎工序或搅拌工序结束时面包原料的状态（TW201138640 A）。

對于粉碎叶片与搅拌叶片分桶式的面包机，三洋电机设置有单独的粉碎杯，防止粉碎过程中谷物的喷溅（JP2010184081 A）。

对于粉碎叶片悬挂式的面包机，粉碎叶片设置在面包机的盖上，其以可取出、放入的方式被设置在位于所述烘烤室内的所述面包容器内;在粉碎单元中，由旋转轴、粉碎叶片以及鞘体构成了粉碎叶片组件，所述粉碎叶片组件以可拆装的方式连接于电机。而且，盖的结构为，不仅以铰链轴为支点在垂直面内进行旋转，而且支点位置本身能够上升、即可提升。通过单一的控制装置以使粉碎叶片的旋转和搅拌叶片的旋转相互关联的方式进行控（US2011048247 A1）。

1.2第二代 GOPAN SD-RBM 1000

松下于2011年12月15日在日本发售了第二代GOPAN系列大米面包机SD-RBM1000。从2008年松下电器收购三洋电机后，一直还保留三洋的品牌经营，由于市场竞争激烈，处于运营成本考虑，松下很难继续维持三洋这一品牌，于2012年4月1日起，停止运营Sanyo三洋品牌。而GOPAN系列面包机在变成松下品牌后也进行了小幅的升级，运行噪音从65dB降至约60dB，以及改进了揉面过程，使得发酵后的大米面包更松软，同时型号也更新为—SD-RBM1000。

与第一代不同，新款GOPAN SD-RBM1000在烤制面包的时候对两个重要环节进行了改进，一个是在粉化米之后加入一次熬制，多了一次发酵;另外，烹制过程中还增加了一次放气的过程，经过这两个新的过程，烹制的大米面包将更加清香可口，营养保留得也更全面。

除了烤面包工艺的改进，新的GOPAN还有多达29种模式可供选择，比如加入小麦粉的小麦零模式和玄米搭配的玄米面包模式等等...甚至追加了三洋的“米饭面包模式“，这个模式可以用小麦粉和冷饭配合，更自由的做出喜欢的面包。

1.3 第三代GOPAN SD-RBM1001

经历了从三洋到松下的蜕变后，谷物面包机GOPAN也得到第三次进化，松下于2013年3月1日发售新一代的大米面包机。第三代GOPAN面包机从功效角度进行技术分支，包括缩时降噪、体积小型化和改善面包口感，就申请量来看，缩时降噪略高于体积小型化。

对于谷物的粉碎，当在液体的混合物中使用叶片高速旋转而通过膨胀粉碎谷物时，将会产生非常大的噪音，而且在谷物粉碎状态不良的情况下，制作好的面包中谷物粒容易磕到牙齿而使面包的口感变差，因此，如何将谷物可靠粉碎并在静音状态下从米等制造面包成为第三代GOPAN面包机所面临的技术问题之一。2011年，松下开始尝试将容器内的生米和水执行煮饭动作来作成米饭，搅拌粉碎对所作成的米饭进行搅拌，使米饭在卡合部碰撞的同时粉碎并进行柔和，生产面包生面团，对所生成的面包面团进行烤制动作，从而能够在声音安静的状态下从生米简单地制造出美味的面包（JP2012183148A、JP5903536B2）。

继蒸煮米饭作为烘烤面包的原料后，松下在2012年继续改进面包机噪音问题，其在面包制作中，一边对生米进行加热一边调整米的糊化度，能够实现利用切削混合搅拌部制作米糊时的静音化和低振动化，并且防止溶液的飞溅，具有优异的面包生面团的揉捏性能，从而能够简单地制作使用了生米的米面包（CN103417135）。

对于包含粉碎工序的面包机，一般采用粉碎电机驱动粉碎叶片，搅拌电机驱动搅拌叶片，通过离合器切换连接状态，两个不同的电机同时存在于面包机中，使得面包机的体积较大，而且有时因为制面包原料堵塞在离合器和刀片旋转轴之间等，而使得离合器的切换无法顺利地进行，即有时无法顺利地对马达的旋转驱动力的传递路径进行切换，在此基础上，松下针对面包机体积小型化的技术问题，开发了变频电机，其用产生使粉碎叶片和搅拌叶片旋转的旋转驱动力，以及驱动力切换部，其设置在机体主体的内部且设置在烘烤室的外部，用于切换向粉碎轴和搅拌轴传递上述电机的旋转驱动力的传递路径。利用单独一个电机就能使粉碎叶片和搅拌叶片旋转，与以往的具有两个电机的面包机相比，能实现装置的小型化。此外，驱动力切换部的设置位置能够抑制面包原料堵塞在驱动力切换部等不良状况，能够更可靠地对电机的旋转驱动力的传递路径进行切换（JP5945849B2）。

在面包机体积小型化的同时，松下为提高粉碎叶片的效率，对碎叶叶片的结构进行全新构造。松下改进了叶片的倾斜角，让食材在容器内产生大对流，便于反复碾碎大米，使材料的搅拌更加彻底。另外叶片的凹凸面可以一边粉碎米粒一边把大米切割得越来越小，转速和噪音均有一定程度的降低（CN105050462A）。

2015年之后，松下陆续开发了无面筋的米面包机，通过对于温度的精确控制，避免制浆过程中的淀粉凝胶化变硬，影响米浆的均匀度。此外，为降低粉碎叶片的转速，松下对粉碎部件进一步进行改进，将其设置成盘状结构，将粉碎谷物位于面包容器和粉碎盘下部之间的间隙内粉碎谷物（JP2017164333 A）。

2.重要专利分析

2.1专利引用分析

一般来说一件专利被后来的专利引用的次数越多，代表该专利所保护的技术范围可能具有相当的重要性和关键性，并对后来的技术发展影响越大，处于核心位置，专利比较重要，一般情况下，高被引用的专利可被认为是该技术领域的基础专利。

根据专利引证分析方法对专利被引用的排名情况分析来判断基础专利。就谷物面包机领域内的专利被引排名情况而言，引用排名前四的申请人均为三洋电机，这也验证了三洋电机为谷物面包机领域的核心人物，而专利CN1518880B的专利被引用次数高达38次，其中，中国和日本引用次数最多，说明此专利所保护的技术方案为该技术领域的基础专利，中国和日本为谷物面包机专利申请的目标国。

专利CN151888B作为谷物面包机的基础专利，属于三洋电机早期的申请（OPD小于2009），其加工原料可选择米粉，设置有按照使用米粉的面包的烤制程序控制搅拌控制部和温度控制部的中央控制部，并利用適合米粉的程序进行烤制。在该专利的基础上，三洋电机后续开发出可以直接粉碎谷物的面包机。

由于篇幅的关系，仅摘取了部分引证专利，根据专利CN151888B的引证专利可以获取申请人之间的引证关系。松下、美的、九阳、威斯达电器、灿坤实业和中山美斯特均为面包机领域的常见申请人，其在开发谷物面包机的过程中，均有引用三洋电机的上述专利，松下作为三洋电机谷物面包机的传承者，专利技术已经属于技术领军，而国内申请人在谷物面包机领域起步较晚，美的、威斯达电器虽然已经开发了直接加工谷物的面包机，但基本属于面包机常规部件的改进，国内面包机申请人在面包机的体积小型化和缩时降噪方面依然具有很大的成长空间。

3.结语

本文从近年比较热门的谷物面包机角度入手，分析了三洋电机和松下联合开发的谷物面包机GOPAN的技术发展脉络，并对谷物面包机领域的专利引用情况进行了分析，探讨了谷物面包机领域的核心专利，以及常见申请人与该核心专利之间的引证关系。通过以上分析可以看出，面包机技术主要集中在松下公司，目前其申请量趋于稳定，而且传承于三洋电机的先进技术，该公司在面包机技术领域已经相对成熟，但其他国家申请量较少。

通过对面包机领域的专利技术综述，技术人员可以了解到面包机技术的发展路线，从而更好地把握该领域的技术实质，为作出更好的创新发明打下基础。

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