【発明の詳細な説明】
フードスライサー用運搬台駆動装置
本願は、グザイエ氏（Xie）等による発明の名称“CARRIAGE DRIVE F0R A FOOD
SLICER”とされた１９９７年６月４日付け仮出願第６０／０４８６１７号（代
理人番号００６５９３−１６４５−Ｐ）を基礎として優先権を主張している。
本発明の背景
本発明は、フードスライサー用の運搬台（carriage）駆動装置に関する。より
詳細には、本発明は、手動操作から自動操作に切り替えることができる運搬台駆
動装置、ならびに、モータと運搬台とを接続するとともに円滑な動作、高効率駆
動および高信頼性を提供する機械式リンク装置の配列に関する。
スライス装置は、数年来、商業的に入手可能とされている。典型的なフードス
ライサーは、回転可能とされたディスク状のスライス用ブレードを有していると
ともに、該スライス用ブレードと食物製品との接触状態を維持するために重力に
よる供給方法を採用している。この場合、回転するスライス用ブレードは、垂直
方向に対して約４５°の如く所定角度を有して延在する平面内に配向された軸線
周りに回転するように支持されている。概して、スライサーはさらに、スライス
する厚さを決定するためにナイフと関連づけられたゲージプレートと、スライス
中にナイフの切断縁部を通過して移動するように食物を支持するための運搬台と
を有している。
食物製品支持用運搬台は、概して、スライス面に対して直交する位置に取り付
けられているとともに、ナイフの切断エッジを通過して直線経路上を往復動する
ように食物製品を支持している。運搬台は復帰ストロークの際にブレードから引
き戻されるので、食物製品は、重力により傾斜する運搬台面を下方にスライドす
るとともに、ゲージプレートと接触する。運搬台は、前進もしくはスライスを行
うストロークの際に移動すると、食物製品は、ナイフと係合し、ナイフに対する
ゲージプレートの位置により決定された厚さを有するスライス片が切り出される
。
この形式のスライサーは、手動あるいは自動的に操作することができる。自動
制御を用いると、特定の数のスライス片が一のスライス工程において製造され、
これにより、使用者にとって便利なものとなり、しかも食物製品のゴミを最小化
することができる。生産性を向上させるために、スライサーはさらに、運搬台の
ストローク長および運搬台の速度を制御することができる。
従来のモータ駆動による運搬台は、複数のベルトプーリおよび中間駆動部を使用
している。このような従来技術によるシステムの欠点は、非効率でかつ信頼性が
低く、さらには切断ブレードを通過する運搬台の動作が時折円滑でなくなり、運
搬台の方向を変化させてしまうようなジャーク（jerk）が生じてしまうことであ
る。
他の従来技術によるスライサーは、単純なクランクスライダー機構を有する運
搬台駆動装置を備えている。この構成によれば、運搬台駆動係数（carriage dri
ve coefficient）は非常に高くなるが、それは無負荷位置においてのみのもので
ある。ピーク負荷位置（即ち、運搬台が中間に位置しかつ最大出力が要求される
とき）における伝達角度は小さいものとされ、このため、高いピーク駆動力が要
求されることになる。
したがって、既知の上記各システムは、低駆動効率となるともに、不十分に設
計されたスライダーの取り付け位置を提供することになり、運搬台を円滑に往復
動させることができない。特に、モータに対して大きなパワーが必要とされない
ように、要求される駆動力を低く維持することが重要である。
以上から、ジャーク量および必要とされる駆動力を減少させ、かつ駆動効率が
改善されたフードスライサー用運搬台駆動装置が要望されている。
本発明の要旨
本発明は、高駆動効率とされ、低いピーク駆動力しか要求せず、かつジャーク
量を減少させるフードスライサー用運搬台駆動装置を提供するものである。本発
明の好ましい態様において、運搬台駆動装置は、スライサー用ハウジングと、該
ハウジングに対して往復動可能に取り付けられた運搬台と、スライサー用ハウジ
ングに取り付けられたスライド用ロッドと、運搬台を駆動するためにスライド用
ロッドに対して往復動可能に取り付けられたキャリアと、を備えており、該キャ
リアには、運搬台に取り付けるための切り欠きが形成されている。運搬台駆動装
置はさらに、ハウジングに往復動可能に取り付けられた運搬台を備えており、該
運搬台は、キャリアとリンク駆動されているときにフードスライサーが自動的に
往復動できるようにされ、かつキャリアとリンク駆動されていないときにフード
スライサーが手動により操作されるように、キャリアの切り欠き内に収容される
形状とされた結合部材を有している。
好ましくは、運搬台駆動装置は、切り欠きと結合部材との整列状態を解除する
ように、キャリアを回転させるスライド用ロッドを回転させることにより動力源
から係合または解除されるようにされている。さらに、スライサーは、ホームス
タートおよびホームリターンの特徴点が利用できるように、運搬台の位置を決定
するための複数のセンサを具備することができる。
さらに好ましくは、本発明の運搬台駆動装置は、モータと往復動するキャリア
とを接続するための一組とされた四つのリンケージ（linkage）を有している。
第一のリンケージは２インチよりも短いものとされているとともに、モータ出力
と第二のリンケージとを接続している。第二のリンケージは、第一のリンケージ
と第三のリンケージの端部とを接続している。第三のリンケージはハウジングと
第四のリンケージとを接続しているとともに、第四のリンケージは、第三のリン
ケージと往復動するユニットとを接続している。機械的なリンク装置の設計は複
数の基準を満たすべきである。第一に、各リンケージは、高駆動効率を提供する
ために互いに動作すべきである。高駆動効率は、伝達角度が９０°に近づいたと
きに達成される。図４に示されているように、第一の伝達角度α1はリンクａ3と
リンクａ4との間の角度である。この角度は、リンク腕ａ2がモータ出力周りに回
転するにつれて９０°に近づく。第二の伝達角度α2は、リンクａ6とロッドａ7
との間の余角とされる。高駆動効率によりシステムに対する負荷が減少され、シ
ステムの信頼性が増大する。
さらに、各駆動用リンケージは、システムの出力を円滑にするために、運搬台
の方向が変化することによるジャークを減少させることを保証すべきである。ジ
ャーク量は加速度の変化率に関連する。運搬台の速度（１分間あたりのストロー
ク数またはモータのＲＰＭ）と運搬台のジャークとは、三次の関係がある。すな
わち、速度が３５ストローク／分から５１ストローク／分へと４６％増加した場
合は、ジャークは２０９％増加する。［（５１／３５）3−１］×１００％＝２
０９％
好ましい態様において、運搬台駆動装置はさらに、キャリア上に螺合により取
り付けられているとともに各駆動用リンケージに対してキャリアの位置を調節す
ることができる調節部材を備えている。調節部材は、各リンケージに接続されて
いるとともに、キャリアとともに回転しないようにされている。
本発明の他の目的は、フードスライサー用運搬台のための運搬台駆動装置を使
用する方法を提供することである。その方法は、結合部材を有する移送部上の往
復動する直線経路内を輸送される運搬台を用意する工程と；モータ、スライド用
ロッド、該スライド用ロッドにスライド可能に取り付けられたキャリア、および
キャリアとモータとを接続する複数のリンケージを備えたスライサー用ハウジン
グを用意する工程とを含んでいる。キャリアは、結合部材を収容する形状とされ
た容器を有している。スライド用ロッドおよびキャリアは、容器が結合部材の直
線経路に対して整列配置されるように回転させられ；運搬台および結合部材は、
結合部材がキャリアと結合し、運搬台のモータ駆動操作を行うために運搬台とモ
ータとが接続されるように、直線経路に沿って移動する。
本発明の目的および欠点は、以下の説明、添付図面および特許請求の範囲から
明らかとされる。
図面の簡単な説明
図１は、本発明の運搬台駆動装置を組み込んだフードスライサーの正面図であ
る；
図２は、図１のシステムの側面図である；
図３は、図１のシステムの底面図である；
図４は、図３のシステムの、リンク装置のパラメータ、動力学および力の分析
を示した図である；
図５は、調節部材を示した分解図である。
詳細な説明
図１および図２に示されているように、本発明による食物製品用のフードスラ
イサーは、概略的に符号１０で示されており、ハウジング１２と、モータ駆動さ
れる円形のスライス用ブレード１４とを備えている。このブレード１４は、固定
された軸線方向シャフト１５上でハウジングに対して回転可能に取り付けられて
いる。食物製品は、回転するスライス用ブレードを通過させて該食物製品をスラ
イスするように移動される運搬台１６上に支持されている。この運搬台は、ブレ
ードに対して平行とされた直線経路内で往復動するようになっているとともに、
自動的に或いは手動により動作され得るようになっている。
上記スライサーは、スケールと組み合わせて使用できるようにもなっており、
該スケールが予め設定された重量に到達したとき又は予め設定された数のスライ
ス片を切断したときに自動的に停止させる装置を備えることもできる。
運搬台１６は、スライス用ブレードに対して適切な角度（典型的には直角）を
有して該運搬台を配置させる運搬台腕部１８上に取り付けられている。運搬台腕
部１８は、移送部２０上に支持されている。この移送部には、運搬台腕部１８の
脚部２３を収容するための取付け溝部２２が形成されている。移送部の幅は、運
搬台腕部１８の脚部２３よりも僅かに大きいものとされている。移送部２０はハ
ウジング１２内部の溝部２４内で往復動する。移送部２０には、運搬台腕部の取
付け溝部２２と反対側の端部に通穴２６が形成されている。この通穴２６により
、横断棒体２８および関連するベアリング３０に対して移送部２０が取り付けら
れている。移送部２０は横断棒体２８に沿って往復動する。
フードスライサー１０はさらに、ハウジング１２の何れかの端部に取り付けら
れたスライド用ロッド３２を備えている。このスライド用ロッドは、横断棒体２
８に対して平行に、スライサーの略全長または略全幅にわたって延在している。
スライド用ロッド３２は固定されている。好ましくは、スライド用ロッドは、概
略円形断面とされかつ平坦側部３４を備えた実質的な円柱形状とされている。本
実施形態において、横断棒体２８は円形断面を有し、スライド用ロッド３２は平
坦側部を備えた実質的な円形断面を有するものとして記載されているが、当業者
であれば、各棒体２８，３２を、本発明のスライス装置の操作を容易にする形状
であれば何れの断面形状でも採用することができる。例えば、スライド用ロッド
に対して、平坦側部の代わりにキー溝を採用することができる。
図２に示されているように、キャリア３６は、スライド用ロッド３２上に往復
動可能に取り付けられている。このキャリアの形状は、スライド用ロッド３２に
沿って容易にスライドしうるようなものとされている。スライド用ロッド３２に
平坦側部３４が形成されている場合には、キャリア３６がロッド上を移動する際
に回転することがないように、スライド用ロッドの平坦な部分３４に適合しかつ
該キャリアの前部に取り付けられたプレート３７をキャリア３６に設けることが
できる。キャリア３６は金属で形成することができ、また、プレート３７はプラ
スチックで形成することができる。さらにキャリアは、スライド用ロッドの平坦
側部に適合する側部を有するように一体成形されたプラスチックとすることもで
きる。
キャリア３６は隆起された中央部分４０を有しており、該中央部分４０には該
中央部分の上端部に接続された傾斜部４２が設けられている。傾斜部４２は、キ
ャリアに固定させて設けることもでき、また、キャリアとともに一体成形するこ
ともできる。傾斜部４２には切り欠きノッチ（cutout notch）４４が形成されて
いるとともに、傾斜路４２の両側部４６，４８は切り欠き４４に向けて上方に傾
斜している。
図１に示されているように、移送部２０は、爪状体５０のような結合部材を下
端部に備えている。爪状体５０は、ピン５２によって移送部に取り付けられてい
る。爪状体５０はスプリング５３によって動作させられるようになっており、該
スプリング５３は、移送部内に収容されているとともに爪状体に対して作用する
ようになっている。この爪状体の形状は、キャリアの傾斜部４２に形成された切
り欠き４４に係合するようになっている。したがって、移送部３０がキャリア３
６側に移動させられると、爪状体５０は、傾斜部４６，４８上に載置されるとと
もに、スプリング５３により切り欠き４４内で定位置にクリック止めされる。こ
れにより、運搬台１６の直線方向の移動はキャリア３６の移動に依存することに
なる。
キャリア３６は、一連のリンク装置によってモータ５４と接続されている。爪
状体５０が定位置に固定されると、運搬台１６は、自動操作によりモータ５４と
接続されることになる（即ち運搬台はモータにより駆動されることになる）。モ
ータは、図３に示すように、リンク装置によってキャリアを駆動する。キャリア
３６は移送部２０を移動させ、該移送部は運搬台１６を移動させる。これに対し
て、爪状体５０が切り欠き４４内に係合されていない際には、手動により運搬台
を移動させることができる。
手動操作を行うべく爪状体の係合を解除するために、図２に示したレバー５６
が使用される。レバー５６は、該レバーを回転させるとスライド用ロッドも回転
するように、スライド用ロッド３２に結合されている。スライド用ロッドが回転
するにつれ、キャリア３６は、平坦プレート３７によって回転可能に固定されて
いるので、スライド用ロッドとともに回転する。キャリアを回転させた後は、傾
斜部４２は上方の移送部に対してもはや対向しておらず、側方へと回転させられ
、キャリアは爪状体との係合が解除される。したがって、キャリアがこの位置に
あるときは、移送部は手動により前後方向に自由に移動させられるとともに、爪
状体５０は傾斜部４２内の切り欠き４４と接触していない。したがって、スライ
サーの運搬台は、駆動機構により妨害されることなく手動により操作することが
できる。操作者が自動動作に復帰させたいときは、キャリア３６の直立位置へと
スライド用ロッド３２がキャリア３６を回転させるようにレバー５６を回転させ
る。そして、操作者は、移送部２０の爪状体５０が傾斜部４２に載置されてキャ
リアに対して固定されるまで運搬台を手動により往復動させる。
さらに、キャリア３６は調節部材３８を備えている。この調節部材をリンク装
置に取り付けることにより、キャリアを停止させかつ方向を変化させる点が規定
されることになる。調節部材３８は、キャリアに取り付けられているとともに、
該キャリアとともにスライド用ロッド３２上を往復動する。
調節部材３８は、図５に分解図で示されているように、鏡（looking glass）
と同様の形状とされている。この調節部材は、スライド用ロッド３２が通過する
リング状の上方部分９０を有している。スティック状底部９２が地面へ向けて下
方へと延在している。最下部には、機械式リンク装置に対して調節部材３８を接
続する保持用リング体９３が設けられている。調節部材３８は、キャリアまたは
スライド用ロッドと共に回転することはない。調節部材３８は、下方のリンク装
置
に対して固定されているので、直立位置に保持されることになる。
キャリア３６は、端部に外側ネジ部が形成されている。このネジ部により調節
部材３８が支持されることになる。内部ネジ部が形成された調節部材支持体９４
が、ナット９６と共にキャリア上に螺合されている。したがって、調節部材は、
ネジ部が形成された調節可能な支持部に回転自在に支持されることになる。対応
するナット９６をゆるめることにより、支持体９４はキャリアのネジ部に沿って
自由に回転できるようになり、これにより、キャリアの長さを効率的に伸縮させ
ることができ、かつ軸線方向において調節することができる。調節可能な支持体
は、キャリア３６に対して所望の位置に移動させることができる。爪状体５０を
収容するとともにスライド用ロッドの長さに対して横断するキャリア内の切り欠
きを正確に位置決めするように所望の位置がいったん決定されると、ナット９６
を調節部材支持体に対して締め付けて、キャリア上の調節部材３８の位置を固定
する。ナット９６および支持体９４がキャリア上でいったん締め付けられると、
スライド用ロッドが回転したときにナット９６および支持体９４が鏡片（lookin
g glass piece）３８に対して回転するように、調節可能な支持部は構成されて
いる。前記片３８は、保持用リング体９３によりリンク装置に接続されているの
で、スライド用ロッドの回転中でも静止したままとされる。これは、スライサー
の操作前に設定される。
レバー５６を回転する前または運搬台自動操作用モータが動作する前に、ナイ
フ用モータ（knife motor）が操作されるべきである。さらに、モータを動作さ
せるために、運搬台腕部１８は“ホーム（home）”位置に位置していなければな
らない。このホーム位置は、スライド用ロッドの一端部が操作者に対して通常最
も接近する位置であるスタート位置である。
好ましくは、スライサーは、“ホームスタート（home start）”と“ホームリ
ターン（home return）”との二つの特別な特徴点（機能）を備えている。ホー
ムスタートは、自動モード時において、キャリア（および運搬台）がホーム位置
に位置するまではモータがスタートしないことを保証するものである。したがっ
て、もし運搬台が停止してスタート位置まで戻らない場合には、再び自動操作を
開始する前にスタート位置まで手動により引き戻す必要がある。この特徴点によ
り、
スライサーが中間ストローク位置でスタートすることを回避することができる。
食物製品がブレードの前に位置する時にスライスを行うストロークが開始した場
合、きれいな第一ストロークを行うことができない。
ホームリターンとは、運搬台の往復動作が停止し即ちスライス工程が完了して
モータがオフとされた後に、運搬台が“ホーム”位置またはスタート位置まで自
動的に復帰することを意味する。操作者がスライス工程を終了させようとすると
きに前もって、操作者は電源スイッチをオフ位置に切り替えて、スライサーモー
タへの電源を遮断する。いったん電源が遮断されると、運搬台は、任意の位置で
停止するまで、往復動する直線経路に沿って惰性で進む。ブレードが食物製品内
で埋もれた位置で運搬台が停止してしまった場合には、一部分のスライス片がぶ
ら下がったままで残されることになり、これは望ましくなく、長時間空気に曝さ
れた場合には一部分のスライス片が汚染されることになる。さらに、運搬台がホ
ーム位置あるときは、食物製品を取り替えるのが便利である。したがって、ホー
ムリターンという特徴点を用いることにより、ホーム位置へと運搬台を手動で移
動させる必要がないように、スライス工程を開始するための正確な位置に運搬台
が位置させられることになる。さらに、食物製品を温かく維持するために加熱ラ
ンプが使用された場合には、加熱ランプの下方に食物製品を適切に位置させるこ
とができる。
ホームリターンは以下の方法により実施される。スライサーは、スライスセン
サ５７とホームセンサ５８とからなる二つのセンサを備えている。各センサは、
スライス方向に対して平行な線上に沿って横方向に離間配置されている。スライ
スセンサは、運搬台近傍の基部に位置するリードスイッチとされている。スライ
スセンサは、スライスされる製品の前縁部がナイフブレードをちょうど通過する
点に運搬台が位置したときにスライスセンサが近づくように配置されている。リ
ードスイッチ用のマグネットは運搬台上に配置されている。ホームセンサは、運
搬台が最前位置に到達するときに該センサが近づくように運搬台近傍に配置され
たリードスイッチとされている。このスイッチは前記スライスセンサと同様のマ
グネットを使用している。使用者がスタート／ストップボタンを押すと、運搬台
がスライスセンサ５７を通り過ぎるまでシステムは待機させられる。次に運搬台
がホームセンサ５８を通過すると、運搬台用モータは電源が遮断されることによ
りターンオフされる。ターンオフするタイミングは、ホームスイッチの位置に応
じて変化させることができる。
いくつかのスライサーにおいて、スライスされた製品の予め選択された重量ま
たは予め選択されたカウント数に到達したときには、ユニットは、同様の方法で
ホーム位置に復帰して停止する。すなわち、所望の最終スライス片が切断された
後に、運搬台はホームセンサに到達し、各制御部は運搬台用モータをターンオフ
する。
上述した調節部材３８により、スライサーの製造業者は、キャリアがスライド
用ロッド上の最も遠い拡張位置に位置するように（即ち運搬台が十分な移動範囲
を有することができかつ使用者が自動モードに切り替えようとしたときにキャリ
アに到達することができるように）キャリアの位置をホーム位置に調節すること
ができる。
システムの時間比、つまり復帰ストロークに対する前進ストロークの比は、１
と同等もしくはそれ以上とすべきである。これは、前進ストロークは復帰ストロ
ークと同等の時間あるいはそれ以上の時間がかかることを意味する。時間比は、
駆動用リンク装置の長さ比により制御される。ピーク負荷は、半ストローク位置
の近傍にくるべきである；すなわち、ブレードに対する運搬台の最前位置と、使
用者に対する運搬台の最後位置（即ちホーム位置）との間の中間位置にくるべき
である。ピーク負荷は、使用されるリンク装置の形式と同様に、運搬台への最終
リンク装置（図３におけるリンク８２）の位置に依存する。リンク装置の良い位
置は摩擦を減少させ、要求される入力馬力および各部品の摩耗を減少させる。リ
ンク装置はさらに、ピーク負荷位置において略９０°の伝達角度（transmission
angle）を有するように設計される。さらに、スライサーの適切な運転を行うた
めに、モータの選定の際には、ピーク負荷、平均負荷およびコントローラの効果
を考慮に入れなければならない。このことは、信頼性を確保するとともにオーバ
ーヒートの問題を回避する上で必要である。
自動モードにおいて、モータ５４は、該モータとキャリア３６とを接続する駆
動リンク装置を介して運搬台を駆動する。図３に示した駆動装置は効果的な駆動
リンク装置であることを見出した。このシステムは、一端部においてモータ５４
の出力部５５と、他端部においてキャリア３６の調節部材３８と接続された一組
とされた四つのリンケージを使用している。直角ギアモータおよび機械式リンク
装置が、自動スライサーに対してコスト面で有効でかつ信頼性の高い技術である
ことが示されている。このシステムは円滑な動きを提供するとともに、キャリア
の方向変化によるキャリアのジャーク（jerk）を減少させることになる。動的な
解析により、スライサーは、各図に示されているように、好ましくは０．１１Ｈ
Ｐとされたピーク馬力で操作されることが示されている。この馬力を提供するモ
ータとしては、１／８ＨＰモータを使用することができる。好ましくは、モータ
は可変速度モータとされているとともに、スライサーはこの速度を調節するつま
みを有している。直角ギアモータは、出力軸５５が地面に向かって垂直にかつス
ライド用ロッド３２に対して直交して延在するように配向されている。
第一のリンケージ６０は、該リンケージの第一の端部６２においてモータ５４
の出力軸５５に取り付けられているとともに、他端部６４において第二のリンケ
ージ６６に取り付けられている。第一のリンケージ６０と第二のリンケージ６６
とがそれぞれ互いに容易に回動することができるように、鋲６８が両リンケージ
６０，６６を接続している。好ましくは、ピン６８はリンク６０と一体成形され
ているとともに、第二のリンク６６に形成された穴に係合されている。
第二のリンケージ６６は、一端部６９において第一のリンケージ６０に接続さ
れているとともに、他端部７０において第三のリンケージ７２に接続されている
。第二のリンケージは、上述したのと同様の方法で取り付けられた他の鋲７４を
用いて、第三のリンケージの長さの約３／８だけ下方の位置において該第三のリ
ンケージに取り付けられている。
第三のリンケージ７２は、一端部７６においてハウジング１２のフランジ７８
に接続されているとともに、他端部８０において第四のリンケージ８２に接続さ
れている。第三のリンケージは、固定回動点を与えるためにフランジと接続され
ている。モータ、スケールに関連する電子部品等のための空間を基部内に設けな
ければならないので、フランジの位置は空間利用性の一つの要因となっている。
第四のリンケージ８２は、一端部８４において第三のリンケージ８０の端部に接
続されているとともに、他端部８６においてキャリア３６に接続されている。
図４に示されているように、第一のリンク６０（ａ2）の長さの適切な範囲は
約５ｃｍとされているが、空間利用性に応じて変化させることができる。各リン
ケージ間の長さ比は以下のようである：ここで、ａ1はフランジ７８からモータ
軸までの距離；ａ2は第一のリンク６０の長さ；ａ3は第二のリンク６６またぱ結
合ロッドの長さ；ａ4はフランジ７８から回動点７４までのリンク７２に沿う距
離；ａ5はフランジ７８からリンク７２の端部までの距離；ａ6はリンク８２の長
さ；ａ7はスライド用ロッドを表す。好ましい比は以下のようである。
ａ1／ａ2＝５．８４９
ａ3／ａ2＝５．６９５
ａ4／ａ2＝１．６６７
ａ5／ａ2＝５．１２８
ａ6／ａ2＝３．５９４
上記リンク装置の設計は、適切な位置、半ストローク近傍で最大の駆動力を与
えるものである。これにより、摩擦および要求される馬力を減少させることがで
きる。
上記各長さ比は、特定の装置の大きさに関して最適化されてものである。リン
ケージの長さは変更することができるとともに、システムは、同様の比が使用さ
れているかどうか最適化される。さらに、上記比は、本発明の範囲を逸脱しない
範囲において僅かに変更することができる。
好適な実施形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、特許請求の範囲に
記載された発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、改良および変形を加えうるこ
とが明らかである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Carriage drive for food slicer
This application is based on the title "CARRIAGE DRIVE F0R A FOOD" of the invention by Xie et al.
Provisional Application No. 60/048617, filed June 4, 1997, filed as "SLICER"
(Personnel No. 006593-1645-P).
Background of the invention
The present invention relates to a carriage drive for a food slicer. Than
In particular, the present invention relates to a carrier drive capable of switching from manual operation to automatic operation.
Drive device, and connect the motor to the carriage and operate smoothly and drive efficiently.
An arrangement of mechanical linkages providing dynamic and high reliability.
Slicing equipment has been commercially available for several years. Typical foods
The riser has a rotatable disk-shaped slice blade.
In both cases, gravity is applied to maintain the state of contact between the slicing blade and the food product.
Supply method is adopted. In this case, the rotating slice blade is vertical
An axis oriented in a plane extending at an angle, such as about 45 ° to the direction
It is supported to rotate around. Generally, slicers are also sliced
A gauge plate, associated with a knife to determine the thickness to be sliced
A carriage to support food as it moves past the cutting edge of the knife
have.
Food product carriers are generally mounted perpendicular to the slice plane.
And reciprocate on a straight path past the cutting edge of the knife
Like food products. The carriage is pulled from the blade during the return stroke.
As it is returned, the food product slides down the carrier surface, which is inclined by gravity.
Contact with the gauge plate. Carrier moves forward or slices
When moving during the stroke, the food product engages the knife and
A slice with a thickness determined by the position of the gauge plate is cut out
.
This type of slicer can be operated manually or automatically. Automatic
With the control, a certain number of slices are produced in one slicing step,
This is convenient for users and minimizes food product debris.
can do. To increase productivity, the slicer must also
The stroke length and carrier speed can be controlled.
Conventional motorized carriages use multiple belt pulleys and intermediate drives
are doing. The disadvantages of these prior art systems are that they are inefficient and unreliable.
Low and even the movement of the carriage passing through the cutting blade is sometimes not smooth,
Jerk that changes the direction of the carriage.
You.
Other prior art slicers have a simple crank slider mechanism.
A carriage driving device is provided. According to this configuration, the carriage drive coefficient (carriage dri
ve coefficient) is very high, but only in the no-load position
is there. Peak load position (i.e. the carrier is in the middle and maximum power is required
The transmission angle at (h) is small, and therefore a high peak driving force is required.
Will be required.
Therefore, the above-mentioned known systems have low driving efficiency and are poorly installed.
Provides a measured mounting position for the slider, allowing for smooth reciprocation of the carriage
Cannot be moved. In particular, no large power is required for the motor
Thus, it is important to keep the required driving force low.
From the above, the amount of jerk and the required driving force are reduced, and the driving efficiency is reduced.
There is a need for an improved hood slicer carrier drive.
Summary of the invention
The present invention has a high driving efficiency, requires only a low peak driving force, and has a high jerk.
An object of the present invention is to provide a carriage driving device for a food slicer that reduces the amount. Departure
In a preferred embodiment, the carrier drive comprises a slicer housing;
Carrier reciprocally mounted to housing and housing for slicer
And a slide rod for driving the carriage
And a carrier reciprocally mounted on the rod.
The rear has a cutout for attachment to the carrier. Carrier drive
The apparatus further comprises a carriage reciprocally mounted to the housing.
The hood slicer automatically moves when the carrier is linked to the carrier.
Hood when reciprocable and not linked to carrier
Housed in cutout of carrier so that slicer can be manually operated
It has a shaped coupling member.
Preferably, the carrier driving device releases the alignment between the notch and the coupling member.
Power source by rotating the sliding rod to rotate the carrier
From the main body. In addition, the slicer
Carriage position determined so that start and home return features are available
A plurality of sensors.
More preferably, the carrier driving device of the present invention includes a carrier that reciprocates with a motor.
And a set of four linkages for connecting
The first linkage is shorter than 2 inches and the motor output
And the second linkage. The second linkage is the first linkage
And the end of the third linkage. The third linkage is with the housing
The fourth linkage is connected to the fourth linkage, and the fourth linkage is connected to the third linkage.
The cage and the reciprocating unit are connected. The design of mechanical linkages is complex.
Number criteria should be met. First, each linkage provides high drive efficiency
Should work with each other. High drive efficiency means that the transmission angle approaches 90 °
Is achieved when As shown in FIG. 4, the first transmission angle α1Is the link aThreeWhen
Link aFourIs the angle between This angle is determined by the link arm aTwoTurns around the motor output
As it rolls, it approaches 90 °. Second transmission angle αTwoIs a link a6And rod a7
And the complementary angle between High drive efficiency reduces the load on the system,
Stem reliability is increased.
In addition, each drive linkage has a carrier to facilitate system output.
Should be reduced to reduce jerk due to changes in direction. The
The amount of jerk is related to the rate of change of acceleration. Carrier speed (straw per minute)
(The number of motors or the RPM of the motor) and the jerk of the carriage have a tertiary relationship. sand
In other words, when the speed increases 46% from 35 strokes / min to 51 strokes / min.
If this is the case, the jerk will increase by 209%. [(51/35)Three-1] × 100% = 2
09%
In a preferred embodiment, the carrier drive is further screwed onto the carrier.
And adjust the position of the carrier for each drive linkage.
Adjustment member that can be adjusted. An adjustment member is connected to each linkage
And is prevented from rotating with the carrier.
Another object of the present invention is to use a carrier drive for a food slicer carrier.
Is to provide a way to use it. The method comprises the steps of:
Preparing a carriage to be transported in a rectilinear path; for motors and slides
A rod, a carrier slidably attached to the sliding rod, and
Slicer housing with multiple linkages connecting carrier and motor
Providing a tag. The carrier is shaped to accommodate the coupling member
Container. The slide rod and carrier are connected to the container directly
The carriage and the coupling member are rotated so as to be aligned with the line path.
The connecting member is connected to the carrier, and the carrier and the motor are connected to perform the motor driving operation of the carrier.
Move along a straight path so that the data is connected.
The objects and disadvantages of the invention will be apparent from the following description, the accompanying drawings and the appended claims.
It will be clear.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 is a front view of a food slicer incorporating a carriage driving device of the present invention.
The
FIG. 2 is a side view of the system of FIG. 1;
FIG. 3 is a bottom view of the system of FIG. 1;
FIG. 4 is an analysis of the parameters, dynamics and force of the link device of the system of FIG.
FIG.
FIG. 5 is an exploded view showing the adjusting member.
Detailed description
As shown in FIGS. 1 and 2, a food slur for a food product according to the present invention.
The issuer is shown schematically at 10 and includes a housing 12 and a motor driven
And a circular slicing blade 14. This blade 14 is fixed
Mounted rotatably relative to the housing on a defined axial shaft 15
I have. The food product is passed through a rotating slicing blade to slurry the food product.
It is supported on a carrier 16 which is moved like a chair. This carrier is
And reciprocate in a straight path parallel to the
It can be operated automatically or manually.
The above slicer can also be used in combination with a scale,
When the scale reaches a preset weight or a preset number of slides
It is also possible to provide a device for automatically stopping when the piece is cut.
The carriage 16 is at an appropriate angle (typically a right angle) to the slicing blade.
It is mounted on a carrier arm 18 that has and carries the carrier. Carrier arm
The section 18 is supported on the transfer section 20. This transfer section has a carrier arm 18
A mounting groove 22 for accommodating the leg 23 is formed. The width of the transfer
The carrier arm 18 is slightly larger than the leg 23. The transfer unit 20 is
It reciprocates in the groove 24 inside the housing 12. The transfer unit 20 has a carrier arm
A through hole 26 is formed at the end opposite to the attachment groove 22. With this through hole 26
The transfer section 20 is attached to the cross bar 28 and the associated bearing 30.
Have been. The transfer section 20 reciprocates along the cross bar 28.
The food slicer 10 is further attached to either end of the housing 12.
The slide rod 32 is provided. This sliding rod is a cross bar 2
Parallel to 8, it extends over substantially the entire length or width of the slicer.
The sliding rod 32 is fixed. Preferably, the sliding rod is generally
It has a substantially circular cross section and a substantially cylindrical shape with flat sides 34. Book
In the embodiment, the cross bar 28 has a circular cross section and the sliding rod 32 is flat.
Although described as having a substantially circular cross section with a carrier side, those skilled in the art will appreciate that
Then, each of the rods 28 and 32 is formed into a shape that facilitates the operation of the slicing apparatus of the present invention.
Any cross-sectional shape can be adopted. For example, slide rod
On the other hand, a keyway can be adopted instead of the flat side portion.
As shown in FIG. 2, the carrier 36 reciprocates on the sliding rod 32.
It is movably mounted. The shape of this carrier is
It can be easily slid along. For rod 32 for slide
When the flat side 34 is formed, the carrier 36 moves on the rod.
To the flat part 34 of the sliding rod so that it does not rotate
The carrier 36 may be provided with a plate 37 attached to the front of the carrier.
it can. The carrier 36 can be made of metal, and the plate 37
It can be formed of a stick. In addition, the carrier is flat with a sliding rod.
It can also be plastic molded integrally with sides that match the sides.
Wear.
The carrier 36 has a raised central portion 40, which has
An inclined portion 42 connected to the upper end of the central portion is provided. The inclined portion 42 is
It can be fixed to the carrier and can be integrally molded with the carrier.
Can also be. A cutout notch 44 is formed in the inclined portion 42.
And both sides 46 and 48 of the ramp 42 are inclined upward toward the notch 44.
It is inclined.
As shown in FIG. 1, the transfer unit 20 lowers a coupling member such as a claw 50.
Provided at the end. The claw 50 is attached to the transfer section by a pin 52.
You. The claw 50 is adapted to be operated by a spring 53.
The spring 53 is housed in the transfer section and acts on the claw-shaped body.
It has become. The shape of the claw-shaped body is formed by the cut formed in the inclined portion 42 of the carrier.
It engages with the notch 44. Therefore, the transfer unit 30 is
When moved to the side 6, the claw-shaped body 50 is placed on the inclined portions 46 and 48.
The click is stopped at a fixed position in the notch 44 by the spring 53. This
Thus, the movement of the carriage 16 in the linear direction depends on the movement of the carrier 36.
Become.
The carrier 36 is connected to the motor 54 by a series of link devices. nail
When the body 50 is fixed in place, the carriage 16 automatically connects to the motor 54 by automatic operation.
Will be connected (ie the carriage will be driven by a motor). Mo
The data is driven by the link device as shown in FIG. Career
36 moves the transfer unit 20, which moves the carriage 16. In contrast
When the claw 50 is not engaged in the notch 44,
Can be moved.
In order to release the engagement of the pawl for manual operation, the lever 56 shown in FIG.
Is used. When the lever 56 rotates, the slide rod also rotates.
To the sliding rod 32. Slide rod rotates
The carrier 36 is rotatably fixed by the flat plate 37
So it rotates with the slide rod. After rotating the carrier, tilt
The ramp 42 is no longer opposed to the upper transfer section and is rotated to the side.
The carrier is disengaged from the claw. Therefore, the carrier is in this position
In some cases, the transfer unit can be manually moved freely in the front-rear direction,
The body 50 is not in contact with the notch 44 in the inclined portion 42. Therefore, Sly
The sir carriage can be operated manually without interference by the drive mechanism.
it can. When the operator wants to return to the automatic operation, the operator must return to the upright position of the carrier 36.
The lever 56 is rotated so that the sliding rod 32 rotates the carrier 36.
You. Then, the operator places the claw-shaped body 50 of the transfer section 20 on the inclined section 42 and
The carriage is manually reciprocated until it is secured to the rear.
Further, the carrier 36 has an adjusting member 38. Link this adjustment member
To stop and change the direction of the carrier
Will be done. The adjusting member 38 is attached to the carrier,
The carrier reciprocates on the slide rod 32 together with the carrier.
The adjusting member 38 is provided with a looking glass as shown in an exploded view in FIG.
It has the same shape as. This adjusting member allows the sliding rod 32 to pass through.
It has a ring-shaped upper portion 90. Stick bottom 92 down to the ground
It extends toward. At the bottom, an adjusting member 38 is connected to the mechanical link device.
A continuous holding ring body 93 is provided. The adjusting member 38 is a carrier or
It does not rotate with the sliding rod. The adjusting member 38 is connected to the lower link device.
Place
, It is held in an upright position.
The carrier 36 has an outer thread portion formed at an end. Adjustable with this screw
The member 38 will be supported. Adjusting member support 94 with internal threads
Are screwed together with the nut 96 onto the carrier. Therefore, the adjustment member is
It is rotatably supported by an adjustable support having a threaded portion. Correspondence
By loosening the nut 96, the support 94 moves along the thread of the carrier.
Free rotation, which allows the carrier length to expand and contract efficiently
And can be adjusted in the axial direction. Adjustable support
Can be moved to a desired position with respect to the carrier 36. Claw 50
Notch in the carrier to accommodate and traverse the length of the sliding rod
Once the desired position is determined to accurately position the nut 96
To the adjustment member support to fix the position of the adjustment member 38 on the carrier.
I do. Once nut 96 and support 94 are tightened on the carrier,
When the slide rod rotates, the nut 96 and the support 94 are turned into a mirror (lookin).
The adjustable support is configured to rotate with respect to the g glass piece 38
I have. The piece 38 is connected to the link device by a holding ring 93.
Thus, the slide rod is kept stationary even during rotation. This is a slicer
Set before the operation.
Before rotating the lever 56 or operating the carriage automatic operation motor,
The knife motor should be operated. In addition, operate the motor
The carriage arm 18 must be in the "home" position
No. This home position is such that one end of the sliding rod is normally
Is also a start position which is a position to approach.
Preferably, the slicer includes a "home start" and a "home start".
It has two special features (functions) called “home return”.
In the automatic start mode, the carrier (and carrier) is at the home position
The motor is not started until the position is reached. Accordingly
If the carrier stops and does not return to the start position, restart the automatic operation.
It must be manually pulled back to the starting position before starting. Due to this feature point
And
It is possible to prevent the slicer from starting at the intermediate stroke position.
When the slicing stroke starts when the food product is in front of the blade
In this case, a clean first stroke cannot be performed.
Home return means that the reciprocating operation of the carriage stops, that is, the slicing process is completed.
After the motor is turned off, the carrier will automatically move to the "home" or start position.
It means to return dynamically. When the operator tries to end the slicing process
In advance, the operator switches the power switch to the off position to
Turn off power to the Once the power is turned off, the carrier can be
Until it stops, it coasts along a reciprocating linear path. Blades in food products
If the carriage stops at the position buried with
This is undesirable and can result in prolonged exposure to air.
In this case, some slices will be contaminated. In addition, the carrier
It is convenient to replace food products when there is a home position. Therefore, Ho
The carriage is manually moved to the home position by using the
Carry in the correct position to start the slicing process so that it does not need to be moved
Will be located. In addition, heat ladle to keep food products warm
If pumps are used, place food products properly below the heating lamp.
Can be.
Home return is performed in the following manner. The slicer is sliced
There are provided two sensors including a sensor 57 and a home sensor 58. Each sensor is
They are laterally spaced along a line parallel to the slice direction. Sly
The sensor is a reed switch located at the base near the carriage. Sly
The sensor detects that the leading edge of the product to be sliced just passes through the knife blade
The slice sensor is arranged so as to approach when the carrier is located at the point. Re
The magnet for the hand switch is arranged on the carrier. Home sensor
The sensor is arranged near the carriage so that the sensor approaches when the carriage reaches the frontmost position.
It is a reed switch. This switch is the same as the slice sensor.
Using gnet. When the user presses the start / stop button, the carrier
The system is put on standby until the light passes by the slice sensor 57. Next, the carriage
When the vehicle passes through the home sensor 58, the carrier motor is turned off,
Is turned off. The turn-off timing depends on the position of the home switch.
Can be changed.
In some slicers, the sliced product has a preselected weight
Or when the pre-selected count is reached, the unit
Return to the home position and stop. That is, the desired final slice was cut
Later, the carriage reaches the home sensor, and each control turns off the carriage motor
I do.
The adjustment member 38 described above allows the slicer manufacturer to slide the carrier
So that it is located at the furthest extended position on the
And when the user tries to switch to the automatic mode,
Adjusting the position of the carrier to the home position so that it can reach
Can be.
The time ratio of the system, the ratio of the forward stroke to the return stroke, is 1
Should be equal to or greater than This means that the forward stroke is
Means the same time or longer. The time ratio is
It is controlled by the length ratio of the driving link device. Peak load is half stroke position
Near the front of the carriage with respect to the blades, and
Should be at an intermediate position between the last position of the carriage for the user (ie the home position)
It is. The peak load, as well as the type of linking equipment used, is
It depends on the position of the link device (link 82 in FIG. 3). Good link device
The placement reduces friction, reduces the required input horsepower and wear of each component. Re
The linking device further includes a transmission angle of approximately 90 ° at the peak load position.
angle). In addition, proper operation of the slicer
When selecting a motor, consider the peak load, average load, and the effect of the controller.
Must be taken into account. This not only ensures reliability but also
-Necessary to avoid the heat problem.
In the automatic mode, the motor 54 is a drive connecting the motor and the carrier 36.
The carriage is driven via the dynamic link device. The drive shown in FIG. 3 is an effective drive
I found that it was a link device. This system has a motor 54 at one end.
And a pair connected to the adjusting member 38 of the carrier 36 at the other end.
And four linkages. Right angle gear motor and mechanical link
Equipment is a cost-effective and reliable technology for automatic slicers
It has been shown. This system provides smooth movement and a carrier
This will reduce the jerk of the carrier due to the change of direction. Dynamic
Analysis shows that the slicer is preferably 0.11 H, as shown in each figure.
It is shown operating at a peak horsepower of P. The module that provides this horsepower
As the data, a ８ HP motor can be used. Preferably, the motor
Is a variable speed motor, and the slicer adjusts this speed.
Have only The right-angle gear motor is such that the output shaft 55 is vertically and
It is oriented so as to extend perpendicular to the riding rod 32.
The first linkage 60 includes a motor 54 at a first end 62 of the linkage.
At the other end 64 and a second link
It is attached to the page 66. First linkage 60 and second linkage 66
The studs 68 are attached to both linkages so that the
60 and 66 are connected. Preferably, pin 68 is integrally formed with link 60
And is engaged with a hole formed in the second link 66.
The second linkage 66 is connected at one end 69 to the first linkage 60.
And is connected to the third linkage 72 at the other end 70.
. The second linkage provides another stud 74 attached in a similar manner as described above.
Using the third linkage at a position about ／ of the length of the third linkage.
Attached to the cage.
The third linkage 72 includes a flange 78 of the housing 12 at one end 76.
Connected to the fourth linkage 82 at the other end 80.
Have been. A third linkage is connected with the flange to give a fixed pivot point
ing. Do not provide space in the base for motors, scale-related electronic components, etc.
The location of the flange is a factor in space availability.
The fourth linkage 82 is connected at one end 84 to the end of the third linkage 80.
It is connected to the carrier 36 at the other end 86.
As shown in FIG. 4, the first link 60 (aTwoThe appropriate range of length is
It is about 5 cm, but can be varied according to space availability. Each phosphorus
The length ratio between the cages is as follows: where a1Is the motor from the flange 78
Distance to axis; aTwoIs the length of the first link 60; aThreeIs the second link 66
Length of joint rod; aFourIs the distance along the link 72 from the flange 78 to the pivot point 74
Release; aFiveIs the distance from the flange 78 to the end of the link 72; a6Is the length of the link 82
A;7Represents a slide rod. Preferred ratios are as follows.
a1/ ATwo= 5.849
aThree/ ATwo= 5.695
aFour/ ATwo= 1.667
aFive/ ATwo= 5.128
a6/ ATwo= 3.594
The design of the above link device gives maximum driving force at an appropriate position, near a half stroke.
It is something. This reduces friction and required horsepower.
Wear.
Each of the above length ratios is optimized for a particular device size. Rin
While the length of the cage can be changed, the system uses similar ratios
Optimized if it is. Moreover, the above ratios do not depart from the scope of the present invention.
It can be slightly changed in the range.
The present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments.
Modifications and variations may be made without departing from the scope of the described invention.
It is clear.
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フロントページの続き
(72)発明者 シェイファー，レイモンド ピー
アメリカ合衆国 オハイオ 45373 トロ
イ エヌ チルドレンズ ホーム ロード
326
(72)発明者 シュランド，ティモシー エー
アメリカ合衆国 オハイオ 45068 ウエ
インズヴィル イー ロウアー スプリン
グボロ ロード 1628
(72)発明者 シュニプク，ジャニス ジェイ
アメリカ合衆国 オハイオ 45502 スプ
リングフィールド エヌ ハンプトン ロ
ード 5385
(72)発明者 シャーク，ジェイムズ アラン
アメリカ合衆国 オハイオ 45322 ユニ
オン マレット ファーム ロード 135
(72)発明者 シャリフ，シャーラム
アメリカ合衆国 オハイオ 45415 デイ
トン スー レーン 806
(72)発明者 ヤン，ゴングプ
アメリカ合衆国 オハイオ 45373 トロ
イ リート ドライブ 160────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Shafer, Raymond P
United States Ohio 45373 Tolo
Lee N Children's Home Road
326
(72) Inventor Schland, Timothy A
United States Ohio 45068 Ue
Innsville e-Lower Spring
Gboro Road 1628
(72) Inventors Shunipku, Janis Jay
United States Ohio 45502 Sp
Lingfield N Hampton B
Mode 5385
(72) Inventor Shark, James Alan
United States Ohio 45322 Uni
On Mallet Farm Road 135
(72) Inventor Sharif, Sharam
United States Ohio 45415 Day
Ton Sue Lane 806
(72) Inventor Yang, Gongpu
United States Ohio 45373 Tolo
Elite Drive 160