JP2004283044A - 食材等の整形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物を前処理するための切断装置等を別途必要とせず、装置全体としてコンパクトで場所を取らず、故障も生じにくい新規な食材等の整形装置を提供する。
【解決手段】被加工物Ａに対し、切削刃１５を作用させ、被加工物Ａを整形加工する装置において、この装置は、被加工物Ａが切削刃１５に臨むにあたり、遊動状態を確保し得るように規制される整形装置本体２と、前記被加工物Ａを整形加工が行いやすいように予め所定形状に切断するための前処理装置３とを具備して成る。そして前記前処理装置３は、前記整形装置本体２の供給口に連通し、一つの被加工物Ａを加工開始端４０にて支持する受入筒４と、この受入筒４内に挿入自在でほぼ受入筒４の内径形状を有する送込切断刃５０と、前記受入筒４上へ被加工物Ａを所定時間間隔で載置する載置装置６とから成ることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば里芋等の食材を消費者のニーズに合わせ、球形状に整形仕上げをする場合等に適用することが好ましい食材等の整形装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
例えば、身近な食材である里芋は、消費者の嗜好に合わせて中間加工としてほぼゴルフボール大のサイズに皮むきを兼ねた整形仕上げが施され、一定個数毎に袋詰された上、更に流通時においては必要に応じ冷凍状態で提供される。
このような中間加工にあたっては、被加工物である里芋等は自然産品であり、当然ながら形状が定形でないことから、機械を用いて形状仕上げを行うことが極めて困難である。このため上記中間加工を行うにあたっても効率や経済性で必ずしも最適とはいいがたいものの、手作業による加工に依存せざるを得ず、このため食材提供に携わる者は、必然的に工賃単価が安い地域においてこのような加工を行いコストの削減を図っている。しかしながら付加価値と流通・販売コスト等を総合的に考慮すると更なるコスト削減が要求されており、このためコスト削減に限界がある手作業に代わり得る機械による加工の実現が求められている。
【０００３】
ところでこのような機械加工の要請に対応しようとした場合には、従来からの「挽き物」や「刳り物」のような加工手段を踏襲し、不定形な里芋を保持回転させ、これに切削刃を作用させることにより加工することは技術的に可能であると考えられ、まず想起される（例えば、特許文献１参照）。しかしながらこのような手法は被加工物たる里芋をチャッキングして回転させるという段取りを前提とするため、これに起因する不都合が予想され、必ずしも現実的な手法とは言い難い。すなわち里芋は一般に皮剥き加工された形状を維持したまま調理されることが多いから、加工時における保持のチャッキング痕が被加工物表面に残ることは商品価値を低下させることにつながり、また切削刃と被加工物との加工抵抗が大きい場合には、被加工物の形状が崩れてしまうような破損をもたらす上、更にこのような問題点を考慮してチャッキングを慎重に行うと、その段取り自体に極めて多くの時間が必要となり、本来の目的である作業能率や経済効率の向上は期待し得ないものとなる。そこでこのような例えば里芋等の整形加工を機械化するにあたっては、従来の工業製品、工業部品等の加工手法から離れ、根本的な発想の転換が必要とされていたのである。
【０００４】
また更に円筒状の容器の底部に水平回転駆動される切断刃を有し、この容器の中にいくつかの被加工物を投入し、皮むきを行うタイプの皮むき器も発案されているが（例えば、特許文献２参照）、あまり容器内に被加工物を投入すると相互に被加工物が干渉し、綺麗な仕上がりが期待できず、ごく少量ずつ行った場合には、投入及び取出作業が面倒であり、家庭等で使用する分には問題ないが、大量の被加工物を処理する場合には、作業時間が全体として大幅にかかってしまうという問題があった。また投入量によって処理時間の調節を行わなければならないような面倒な点もあった。何れにせよ特許文献２のような容器の底部に水平回転駆動される切断刃を有した皮むき器にあっては、皮むき速度と仕上がりの均一さという点において、不満が残るものであった。
【０００５】
そこで本出願人は上述したような背景から従来技術の問題点を解消する目的で、構造が簡単で、その作業能率の向上や経済性を向上させることのできる新規な食材等の整形方法並びに装置並びに整形製品の出願に及んでいるが（特願２００２−８２１６６）、この整形加工を行う被加工物の前処理は、別途切断装置を用いて、ある程度整形加工のしやすい大きさに切断することを行っていた。
このため、切断装置のための作業員が必要であったり、また切断装置と整形装置とを連結するコンベヤが必要であったりして比較的広い作業スペースを必要としていた。またホッパ等に前処理された被加工物を複数投入する形態を採った場合には、一度に多数の被加工物が供給され、装置内部で被加工物が詰まったりしてしまうなどのトラブルが発生することがあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−１７５１５９号公報（特許請求の範囲、第５図）
【特許文献２】
特公昭６０−１７５０３号公報（第１頁、第１図）
【０００７】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景からなされたものであって、被加工物を前処理するための切断装置等を別途必要とせず、装置全体としてコンパクトで場所を取らず、故障も生じにくい新規な食材等の整形装置の開発を試みたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の食材等の整形装置は、被加工物に対し、切削刃を作用させ、被加工物の表面形状を整形加工する装置において、この装置は、前記被加工物と切削刃とは相対的に移動するとともに、被加工物は切削刃に臨むにあたり、遊動状態を確保し得るように規制される整形装置本体と、前記被加工物を整形加工が行いやすいように予め所定形状に切断するための前処理装置とを具備して成るものであり、この前処理装置は、前記整形装置本体の供給口に連通し、一つの被加工物を加工開始端にて支持する受入筒と、この受入筒内に挿入自在でほぼ前記受入筒の内径形状を有する送込切断刃と、前記受入筒上へ被加工物を所定時間間隔で載置する載置装置とから成ることを特徴として成るものである。
この発明によれば、整形装置本体に所定時間間隔で被加工物が供給されるため、整形装置本体での被加工物の詰まりがほぼ完全になくなる。また食材等の整形装置とは別に切断装置（荒加工装置）を必要としなくなり、更に切断装置と整形装置とを結ぶコンベヤ等も必要としなくなる。また更に装置全体が製造ライン的なものではなくなるため、装置全体がコンパクトとなり、場所を取らず、狭小の場所にも設置可能となる。また整形装置本体において、被加工物が切削刃に臨むにあたり、遊動状態を維持しているから、被加工物は切削刃と接触して表面の切削を受けるのと同時に切削刃によっていくぶん遊動状態ないしは回転状態が付与され、これが継続されることによりその表面が満遍なく且つ例えば望まれる球形状等に切削されてゆくものであり、シンプルな構成の下に低コストの整形加工が確実になし得る。
【０００９】
また請求項２記載の食材等の整形装置は、前記要件に加え、前記送込切断刃の中心には、押込ロッドが受入筒内へ向かって進退自在に設けられるとともに、この押込ロッドを受入筒内方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、送込切断刃による被加工物の切断後に、押込ロッドにより被加工物が押し込まれて、スムーズに受入筒内へ投入される。
【００１０】
更に請求項３記載の食材等の整形装置は、前記要件に加え、前記受入筒は、ほぼ鉛直状態に設置されるものであり、その上端の前記加工開始端には、Ｖ字形溝が形成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、受入筒が鉛直状態に設置されているため、自然落下により前処理加工された被加工物がスムーズに整形装置本体の供給口に落下される。更に上端の前記加工開始端にＶ字形溝が形成されているため、被加工物が載置された際の載置安定性に優れ、被加工物が受入筒から転がって落下するようなことがなくなり、載置装置による載置ミスも生じにくくなる。
【００１１】
更にまた請求項４記載の食材等の整形装置は、前記要件に加え、前記載置装置は、スラットコンベヤの搬送面に被加工物を支持する支持ロッドが設けられたものであり、一方前記受入筒には、この支持ロッドが当接するのを回避するための鉛直方向のスリットが形成されていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、載置装置が単純な構造で製造コストを抑えることができるとともに、支持ロッドと、スリットとの構成により、衝撃なく受入筒上に被加工物を載置でき、載置ミスが生じるのが大幅に防がれる。またスラットコンベヤであるため剛性に優れ、移送終端においても確実に支持ロッドは被加工物を支持する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施の形態に基づき説明する。図中符号１で示すものが本発明の食材等の整形装置であり、このものは被加工物Ａに対し、切削刃１５を作用させ、被加工物Ａの表面形状を整形加工する装置である。そしてこの装置は前記被加工物Ａと切削刃１５とは相対的に移動するとともに、被加工物Ａは切削刃１５に臨むにあたり、遊動状態を確保し得るように規制される整形装置本体２と、この整形装置本体２の前記整形加工が行われる加工室２１に連通する供給口２２に連接される被加工物Ａを整形加工が行いやすいように所定形状に切断するための前処理装置３とを具備して成る。因みに本実施の形態では図２に示されるように、同一構成をした整形装置本体２と前処理装置３とを、それぞれ七基並設されたものを適用するが、その他二基や三基あるいは一基で実施することも可能である。
【００１３】
まず整形装置本体２について説明する。整形装置本体２は、適宜の機枠Ｆに組み込まれた加工ヘッド１０を主要部材の一つとするものであり、この加工ヘッド１０は刃物ユニット１１と、この刃物ユニット１１に沿って設けられる被加工物Ａの移送ガイドユニット１２とを主要部材として構成される。なお以下の説明において被加工物Ａは里芋を対象物の一例とするものであり、加工前の被加工物を符号Ａ０で示すとともに、前処理加工後の被加工物をＡ１で示し、整形装置本体２での整形加工途中の被加工物をＡ２とし、更に整形加工後の被加工物をＡ３で示し、これらを総称するときに被加工物Ａとして説明する。また前処理装置３により除去された部位を切断残片ａ１と呼称し、整形装置本体２により被加工物Ａの除去される部位を便宜上表皮部ａとし、除去された部位を切削表皮ａ２と呼称する。
【００１４】
まず機枠Ｆは、適宜の強度を有する骨格部材と、外面パネルを構成する外殻部材とから成るものである。そしてこの機枠Ｆ内に設けられる加工ヘッド１０における刃物ユニット１１は、駆動モータＭ１によって駆動されるものであって、直接または適宜の減速・調速機構を介して設けられた駆動軸１３に対し刃物ユニット１１における回転ドラム１４が接続される。この回転ドラム１４はその外周部に切削刃１５を複数個所、一例として６ヵ所６枚設けられているものであり、この切削刃１５及び前記回転ドラム１４の外周部はともにその周面が内側に凹嵌した、例えばプーリ状の形状をしているものである。なおこの凹嵌部分である外周凹部１４Ａが前記移送ガイドユニット１２と組み合わされた位置において、被加工物Ａの加工を行うスペースとなる。また回転ドラム１４は軽量化のため、その側面がいくぶんか削り込まれて肉抜き部１４Ｂを形成し、この肉抜き部１４Ｂの外周側部位はテーパ状に傾斜し、後述する切削表皮ａ２の排出案内面１４Ｃを形成している。
【００１５】
切削刃１５は一例として左右それぞれの切削刃単片１５Ａ、１５Ｂにより構成されるものであり、それらの各切削刃単片１５Ａ、１５Ｂは交互に左右に振り分けられるように取り付けられている（図４、図５参照）。これら各切削刃単片１５Ａ、１５Ｂは、その刃先の投影形状については、これらを合成した有効刃形がほぼＵ字形になるように構成されている（図７（ｃ）参照）。なお、例えば里芋等を被加工物Ａとした場合に、これを球状に整形加工する場合には各切削刃単片１５Ａ、１５Ｂは投影形状において一部重複状態に形成されることが好ましいものであって、概ねその側端から中心にかけての傾斜した部分を側部作用領域Ｚ１、中心寄りの重複している下方領域を底部作用領域Ｚ２とすると、底部作用領域Ｚ２を重複させるように構成する。
【００１６】
これら切削刃１５と回転ドラム１４との取付構造は、切削刃受部１６を回転ドラム１４の周面から中心に向けて全体としてほぼ渦巻方向に傾斜させてスリット状に構成し、この部分にボルト等の固定手段１７で各切削刃１５を固定する構造としたものである。なおこの切削刃受部１６のスリットのギャップ寸法は、切削刃１５の厚みよりも充分大きく形成し、そこに形成される残余のスペースを切削表皮ａ２の逃げスペース１８とし、更にこの切削表皮ａ２の逃げスペース１８の終端奥部（回転ドラム１４の中心寄り）には、一定の円形状空間とした残片排出ポケット１９を形成している。また切削刃受部１６の回転ドラム１４の厚み方向（軸方向）の幅寸法は、切削刃１５の幅寸法よりいくぶんか大きくなるように形成する。もちろん回転ドラム１４の厚み方向の全寸法にわたって切り込むように切削刃受部１６を形成してももとより差し支えない。
【００１７】
一方、このような構成を有する刃物ユニット１１に対しては回転方向を上方から下方に迎えるような形状で、その上端近くから側部にかけて、その周面を覆うように移送ガイドユニット１２が設けられる。このものはガイドトラフ２０を主要部分とするものであり、ガイドトラフ２０は一例として断面半円状であって、前記回転ドラム１４の周曲率にほぼ沿うような側面形状を有する。そしてこのガイドトラフ２０と前記回転ドラム１４の外周凹部１４Ａとにより実質的に形成される空間を加工室２１とするものであり、この加工室２１は全体としてほぼ断面円形状に構成されているものであるが、その概略の径寸法は上方を大きく、下方を小さくするように構成されている。更に移送ガイドユニット１２はガイドトラフ２０の上端側に供給口２２を設けるものであり、この供給口２２に前処理装置３の受入筒４が中継シュート４３を介して連結される。
【００１８】
一方、ガイドトラフ２０の下端は切り離し状態とされ、ここに加工室２１の排出端として作用する排出口２４が実質的に形成されている。また前記供給口２２の下方位置には前記刃物ユニット１１における回転ドラム１４の外周凹部１４Ａに臨む位置に、そのスペースを塞ぐような閉塞板２５が接続方向に傾くように形成され、実質的に被加工物Ａが供給口２２から投入された際に加工室２１側に円滑に向かうように案内する作用を担っている。なお加工室２１内で何らかの原因でトラブルが生じた場合等を想定し、図５に仮想線で概略を示すように一つのガイドトラフを容易に取り外すことができるように構成し、それらの被加工物Ａを除去する等の点検作業ができるようにすることが好ましい。また前記排出口２４に連続するように前記機枠Ｆには取出シュート２４Ａが設けられている。また切削表皮ａ２の飛散をそのままにすることは好ましくないから、その飛散部位にガイド板Ｇ等を取り付けて機枠Ｆ内の一定位置に落下するようにしている。
【００１９】
次に本発明の特徴的構成である前処理装置３について説明する。前処理装置３は、前記整形装置本体２の供給口２２に連通し、一つの被加工物Ａを上端の加工開始端４０にて支持する受入筒４と、この受入筒４内に挿入自在でほぼ前記受入筒４の内径形状を有する送込切断刃５０を具えた送込切断刃ユニット５と、前記受入筒４上へ被加工物Ａを所定時間間隔で載置する載置装置６とを主要部材として成る。
以下、これら主要部材について詳細に説明する。
【００２０】
前記受入筒４について説明する。受入筒４は、円筒形をしており、一例として図３に示されるようにほぼ鉛直状態に姿勢設定されており、中継シュート４３を介して前記整形装置本体２の供給口２２に連結される。この受入筒４の加工開始端４０における被加工物Ａが送り込まれる方向とは直交する方向の上端部には、Ｖ字形溝４０ａが形成され、送り込まれた被加工物Ａが受入筒４上端の加工開始端４０に留まりやすいようにされている。また受入筒４には、後述する載置装置６の支持ロッド６１が当接しないように逃がすためのスリット４１が鉛直方向に二本形成されている。また更に受入筒４の側面部には、送込切断刃５０により切り取られた切断残片ａ１を排出するための平板状の排出ガイド４２が、設けられるものであり、これが図示を省略する捕集槽に連通されている。
【００２１】
前記送込切断刃ユニット５について説明する。このものはほぼ円筒形をした送込切断刃５０を主要部材とするものであり、この送込切断刃５０がスライダクランク機構５２により上下に往復運動されるものである。送込切断刃５０のほぼ中心には、図３における断面図に示されるように押込ロッド５１が上下に昇降自在に設けられ、この押込ロッド５１は、圧縮コイルスプリング５１Ａにより下方向へ付勢されているものであり、また所定下降位置で下降が規制されるストッパが設けられている。
【００２２】
前記スライダクランク機構５２について説明すると、図３に示されるように設置ブロック５３上に案内ロッド５４が立ち上げられ、ここにスライダ５５が嵌挿されて上下動自在とされている。そしてこのスライダ５５と前記送込切断刃５０とは、連結アーム５６により連結されている。設置ブロック５３には図２、３に示されるようにクランクホイール５７が中心軸５８により回転自在に設けられ、この周縁側面にクランクロッド５９の一端が回動自在に接続され、他端が前記スライダ５５に対して回動自在に接続されている。
そして前記クランクホイール５７の中心軸５８には従動スプロケット５８ａが設けられ、この従動スプロケット５８ａと上方に設けられた駆動モータＭ２の駆動軸に設けられた駆動スプロケットＭｓとをチェーンＭｃで巻回して回転が伝達されている。
【００２３】
次に載置装置６について説明する。載置装置６は、一例として搬送面が受入筒４に向かって若干の下がり傾斜に設定されたスラットコンベヤを用いるものであり、スラット６０上の被加工物Ａを支持するための支持ロッド６１がスラット６０上面に対しほぼ垂直に、所定間隔に左右二本が設けられている。
なおこのスラットコンベヤも前記駆動モータＭ２によって駆動するものであり、前記クランクホイール５７の中心軸５８に中継スプロケット５８ｂが設けられ、別途機枠Ｆに設けられた中継スプロケット６３を通ってスラットコンベヤの駆動軸６２に設けられたスプロケット６２ａにチェーン６４が巻回されて駆動モータＭ２の回転が伝達されている。
【００２４】
本発明の食材等の整形装置１は以上のような具体的形態を有するものであって、以下この作動態様を説明する。
（１）受入筒上への被加工物の載置
まず前処理装置３の作動態様について説明すると、一例として手作業で載置装置６の支持ロッド６１に支持されるようにスラット６０上に加工前の被加工物Ａ０を載置する。載置された被加工物Ａ０は搬送面が受入筒４に向かって傾斜しているため、支持ロッド６１により支えられた状態で受入筒４まで移送される。そして載置装置６の終端では、支持ロッド６１は、図６（ａ）に示されるように、被加工物Ａ０を支持した状態で受入筒４のスリット４１を通過して通り抜けていくため、これに支持された受入筒４を通り抜けることのできない被加工物Ａ０は、受入筒４の上端の加工開始端４０に載置された状態となる。なお、各支持ロッド６１の間隔で被加工物Ａ０を載置した場合、一例として三秒に一つの時間間隔で受入筒４上へ被加工物Ａ０が載置されるように載置装置６の速度設定がされている。従ってひいては整形装置本体２へ三秒ごとに前処理加工後の被加工物Ａ１が送られるようになり、供給過多ということがなくなるため、整形装置本体２での整形加工途中の被加工物Ａ２の詰まり等がほとんど生じることがない。
【００２５】
（２）送込切断刃による切断前処理
上記受入筒４上へ被加工物Ａ０が載置され、支持ロッド６１が下方へ逃げたタイミングで、図６（ｂ）に示されるように、送込切断刃５０がスライダクランク機構５２により下降され、被加工物Ａ０を整形装置本体２での整形がしやすいように切断していく。このとき送込切断刃５０の中心の押込ロッド５１は、被加工物Ａ０の上面に当接し、そこに留まり圧縮コイルスプリング５１Ａは収縮されていく。そして図６（ｃ）に示されるように、送込切断刃５０が下死点まで到達し、完全に切断された前処理加工後の被加工物Ａ１は、受入筒４からはみ出したストッパの役割となるものがなくなるため、図６（ｄ）に示されるように、収縮された圧縮コイルスプリング５１Ａの付勢力により押込ロッド５１が下方に押し出され、被加工物Ａ１を受入筒４内へ突き落とす。送込切断刃５０により切断された切断残片ａ１は、排出ガイド４２を通って適宜設けられた捕集槽に回収される。
【００２６】
（３）整形装置本体への被加工物の受入れ
一方、整形装置本体２については適宜の給電回路を閉成してモータＭ１を起動し、刃物ユニット１１を回転駆動した状態としておく。なお例えば本発明者の経験的な数値としては、被加工物Ａの性状により一概には言えないものの、例えば里芋を対象とした場合には直径３００ｍｍ程度の回転ドラム１４の場合、回転数を５００〜１５００ｒｐｍ、好ましくは１０００ｒｐｍとすることが好ましい。
【００２７】
前処理装置３により前処理加工が行われた被加工物Ａ１は、供給口２２を通って刃物ユニット１１における回転ドラム１４の外周凹部１４Ａと、移送ガイドユニット１２の内側面との間で構成される加工室２１内に自重で落下してゆく。なおこの際、移送ガイドユニット１２は供給口２２の下方に閉塞板２５を具えているから、シュートに乗ったような状態で勢いづいて加工室２１側に案内されてゆく。従って投入された被加工物Ａ１は切削刃１５の作用を受けたとしても、それにつれて加工室２１の上端より更に切削刃１５の進行方向前方へ外れた位置に運ばれることがない。また加工室２１の径寸法は、被加工物Ａ１一個分がちょうど通過できる大きさであり、また前記前処理装置からの投入も所定時間間隔（一例として本実施の形態では３秒に一個の間隔）あるため、加工室２１内で被加工物Ａ１同士が互いの整形加工を邪魔するようなことがほとんどなく、ほぼ均一な所望の整形仕上がりとすることができる。またこのような被加工物Ａ３の均一な所望の整形仕上げ及び取り出しは、被加工物Ａの自然落下を利用して、装置を途中で停止させることなく連続して行われるものであり、作業効率が非常に良い。
【００２８】
（４）−ｉ．整形加工時の遊動
このようにして投入された被加工物Ａが、加工室２１において受ける加工の特徴としては、整形加工途中の被加工物Ａ２自体は加工室２１内に保持さているという制約はあるものの、実質的に強制的な保持等はされず加工室２１内で充分遊動し得るような状態となっていることが挙げられる。なおその遊動とは、実質的に被加工物Ａ２が刃物ユニット１１における切削刃１５と衝突状態に接触して切削を受けた際に、その姿勢を変化させたりする自由度があることを言うものであり、被加工物Ａ２の性状によってはその動きが許される範囲で、例えば移送ガイドユニット１２による付勢によっていくぶんか被加工物Ａが刃物ユニット１１側に押圧傾向を付与されるような状態としてもよい。
【００２９】
（４）−ｉｉ．側周部の切削
このようにして投入された被加工物Ａは、図７（ａ）（ｂ）に示すようにその形状が比較的大きいことから、ほぼＵ字状ないしはＶ字状に上開き状になった切削刃１５の有効刃形に因み、まずその底部を浮き上がり状態のまま側周部が各左右の切削刃単片１５Ａ、１５Ｂとにより交互に接触し、それぞれの側部作用領域Ｚ１で切削がなされる。すなわち図７（ａ）（ｂ）に示すように整形加工途中の被加工物Ａ２においてほぼ直径方向に延びる軸Ｃ１、Ｃ２を仮想した場合、図７（ａ）においては切削刃単片１５Ａが作用するものであって、切削刃単片１５Ａの側部作用領域Ｚ１と被加工物Ａ２が接触した瞬間、被加工物Ａ２の表面を削り取るとともに、前記仮想した軸Ｃ１を中心に被加工物Ａ２に対し図中反時計方向の回転を生起させるのである。次いで図７（ｂ）に示すように回転ドラム１４の回転に従い反対側の切削刃単片１５Ｂが整形加工途中の被加工物Ａ２に接触すると、同じく側部作用領域Ｚ１において被加工物Ａ２の表面を削り取り、前記軸Ｃ２を中心に図中時計方向に回転するのである。このような切削が繰り返され、整形加工途中の被加工物Ａ２は加工室２１内においてまず切削刃１５の側部作用領域Ｚ１によりその左右の側面が切削されるものと考えられる。
【００３０】
（４）−ｉｉｉ．底部の切削
一方このような切削が進むと整形加工途中の被加工物Ａ２は、その側部の径が小さくなり、従ってその底部が図７（ｃ）に示すように底部作用領域Ｚ２に接触するような状態となる。この底部作用領域Ｚ２は各切削刃単片１５Ａ、１５Ｂに形成されており、これに接触した整形加工途中の被加工物Ａ２は、その底部が削り取られてゆく。そして被加工物Ａ２は各切削刃単片１５Ａ、１５Ｂの底部作用領域Ｚ２と接触する都度、回転軸方向と平行な状態に仮想した被加工物Ａ２の回転中心の軸Ｃ３に対し、これを中心とした回転ドラム１４の回転方向とは逆向きの回転が与えられてくる。このような回転がなされた際に例えば整形加工途中の被加工物Ａ２が天地逆となることも想定され、この場合には側部作用領域Ｚ１に接触してない部位、すなわち大径のままで残っている部位が存在するときには、その部位が左右の切削刃単片１５Ａ、１５Ｂの側部作用領域Ｚ１に再び接触して底部が浮き上がった状態となって、再びその側部が側部作用領域Ｚ１により前述したような作用の下に削り取られてゆくのである。そしてこれが進むと再び底部作用領域Ｚ２に整形加工途中の被加工物Ａ２が接触して、前記軸Ｃ３を中心としてあたかも加工室２１内で回転ドラム１４の外周部を転がるような動きによって、余すことなく被加工物Ａ２の表皮部ａが削り取られ、更に球状に形成されてくるのである。
【００３１】
もちろんこのような作用は分析的に想定したものであり、実際の動きは被加工物Ａ２が加工室２１内で自由に遊動しているから、必ずしも整然と前記説明のように順序立てて加工されるものではなく、適宜被加工物Ａ２の性状に応じた切削作用を受けているものと想定される。しかしながら結果的には整形加工後の被加工物Ａ３はほぼ球状となって排出されるのである。なおこの整形加工後の被加工物Ａ３の加工寸法は、実質的には加工室２１の排出口２４の径寸法により決定されるものと思われる。またこのような加工の際、被加工物Ａは切削刃１５に当接することはもちろんであるが、ガイドトラフ２０の内面にも当接しているものであるから、このガイドトラフ２０の内面をサンダ状の研摩可能な構成としておけば、表面の平滑仕上げも同時に達成できる。
【００３２】
（５）切削表皮の排出
このような加工が継続されると、当然ながら被加工物Ａ１の表皮部ａが削り取られて切削表皮ａ２が生ずるものであり、これを単に放置しておくと加工室２１ないしは切削刃１５の部分におけるいわゆる目詰まり等が生じ、円滑な切削が期待できない事態が生じてしまうおそれも予想される。特に被加工物Ａとして里芋等のいわゆる粘性液等を元々有している食材の場合にはその傾向が顕著である。このため本発明にあっては加工途中、常に円滑な表皮部ａの除去がなされるものであって、切削刃１５に当接して切削された切削表皮ａ２は、切削刃受部１６により実質的に形成される切削表皮ａ２の逃げスペース１８に入り込むようになる。この逃げスペース１８は全体としてみると、中心に向かってほぼ渦状になるように傾斜していることにより、切削表皮ａ２は本来なら遠心力で遠心方向に飛ばされるところを逃げスペース１８の奥底部に向かって移動するようになり、更にはその奥底部に連通した残片排出ポケット１９に至るのである。このスペースはいくぶんか広い空間であるから、ここに至った切削表皮ａ２は残片排出ポケット１９内においていくぶん自由な動きが許されるような状態となり、その部位での拘束がなくなるから、刃物ユニット１１の回転による遠心力を受けてその側方から適宜飛び散ることとなる。その際に図７（ｄ）に示すように切削表皮ａ２は回転ドラム１４の肉抜き部１４Ｂの外周側に供えられた排出案内面１４Ｃに衝突しながら、外部へ飛散するので、結果として効率的に切削表皮ａ２が下方へ排出される。
【００３３】
【他の実施の形態】
本発明の基本的な実施の形態は以上のようであるが、その他種々の改変が行い得る。
前記載置装置６としては、スラットコンベヤを用い、この搬送面の上面に支持ロッド６１をほぼ垂直に設けたもので実施したが、その他図８に示すようにロボットアーム６５により被加工物を把持し、このロボットアーム６５により受入筒４上面に載置するようにしてもよい。
【００３４】
また図９に示すように碗状に形成された凹部４４の中心に受入筒４を上下動できるように構成しておき、被加工物を受け取る際には図９（ａ）に示すように凹部４４下方へ下降して被加工物を受け取り、受け取った後、図９（ｂ）に示されるように受入筒４を上昇するように構成しておいてもよい。なお因みに中継シュート４３は、伸縮自在な蛇腹ホースを用いている。
【００３５】
また本実施の形態では、整形装置本体２の駆動モータＭ１と、前処理装置３の駆動モータＭ２とを、別途のものを用いるようにしたが、共通の駆動モータを用い、適宜の伝達機構で刃物ユニット１１、送込切断刃５０及び載置装置６等を駆動するようにしてもよい。
【００３６】
また更に送込切断刃５０を上下に昇降させる機構として、スライダクランク機構５２を示したが、その他、エアシリンダ等でスライダ５５を上下動させてもよい。
【００３７】
また更に基本的な実施の形態では、受入筒を鉛直状態に設置し、上端を加工開始端とした例を示したが、図１０（ａ）に示すように受入筒を傾斜させて設置したり、図１０（ｂ）に示すように水平状態に設置することも可能である。なお図１０（ａ）中、符号４５で示す部材は支承板であり、加工開始端４０に載置された被加工物Ａ０の落下を防止するためのものである。
【００３８】
また比較的大きいサイズの里芋等の被加工物Ａの整形加工を行う場合には、送込切断刃５０は、二本や三本等、複数本が近接されたものを用いてもよい。
すなわち図１１に示す食材等の整形装置１における前処理装置３は、送込切断刃５０が二本ずつ近接されたものを連結支持板７にて支持したもので、この近接された送込切断刃５０に対応して受入筒４も二本ずつ近接されている。なおその他の構成については、前記基本的実施の形態で示したものと同様の構成を採るものであり、もちろん他の実施の形態で示したような適宜の改変も可能である。
【００３９】
また上記図１１に示す前処理装置と同様の技術思想の下に、例えば図１２に示されるように送込切断刃５０が複数本ずつ連接された手動作動式の独立タイプの前処理装置３Ａを用意しておき、被加工物Ａの種類に応じて適宜このものを用いるようにしてもよい。即ち図１２に示す前処理装置３Ａは、上面に平板が張設された矩形テーブル状の機枠Ｆのほぼ中央に、二つの受入筒４を隣接して設けられており、これら受入筒４の底部は機枠Ｆ上面を貫通し、この下方に設けられた取出シュート７０に臨まされている。また機枠Ｆ上面には、複数本の案内ロッド７１が立ち上げられ、これに対して昇降フレーム７２が昇降自在に係止されるとともに、圧縮コイルスプリング７３により上方に付勢されている。昇降フレーム７２には、下部をこの昇降フレーム７２の下面側に突出させた状態で、二つの送込切断刃５０が固定して設けられている。また二つの送込切断刃５０の上端は、連結板７４により固定され、連結板７４上面には、把手７４ａが設けられている。なお送込切断刃５０内には、基本的実施の形態で示したような下方に付勢された押込ロッド５１が設けられているものである。
以上のような前処理装置３Ａを使用する際には、まず送込切断刃５０は、圧縮コイルスプリング７３により付勢されて上方に位置した状態であり、この状態で加工前の被加工物Ａ０を受入筒４上の加工開始端４０に載置する。そして把手７４ａを持ちこれを下方に押し下げ、送込切断刃５０により加工前の被加工物Ａ０を切断する。切断された前処理加工後の被加工物Ａ１は受入筒４内を落下して取出シュート７０上に落下して取り出される。また送込切断刃５０は昇降フレーム７２が受入筒４に当接することにより下降が停止されるものである。
【００４０】
また整形装置本体２についても、図示されるような実施の形態の他、既に特願２００２−０８２１６６で開示したように、種々の改変を行うことが可能であり、例えば回転ドラム１４に換えて、ベルト基材に切削刃１５を植設したものなどを用いてもよい。また切削刃１５の形態も種々改変できるものであって、例えば切削刃単片１５Ａ、１５Ｂの有効刃形も前述したようなＵ字形の他、Ｖ字形に近い形状で実施してもよいし、二枚ではなく三枚の切削刃単片でＵ字形等の有効刃形を形成するようにしてもよいものである。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の食材等の整形装置によれば、前処理装置３により被加工物Ａを整形加工が行いやすいように予め所定形状に切断されて、整形装置本体２に対し、所定時間間隔で被加工物Ａ１が供給されるため、整形装置本体２での被加工物Ａの詰まりがほぼ完全になくなる。また食材等の整形装置１とは別に切断装置（荒加工装置）を必要としなくなり、更に切断装置と整形装置とを結ぶコンベヤ等も必要としなくなる。また更に装置全体が製造ライン的なものではなくなるため、装置全体がコンパクトとなり、場所を取らず、狭小の場所にも設置可能となる。また整形装置本体２において、被加工物Ａ２が切削刃１５に臨むにあたり、遊動状態を維持しているから、被加工物Ａ２は切削刃１５と接触して表面の切削を受けるのと同時に切削刃１５によっていくぶん遊動状態ないしは回転状態が付与され、これが継続されることによりその表面が満遍なく且つ例えば望まれる球形状等に切削されてゆくものであり、シンプルな構成の下に低コストの整形加工が確実になし得る。
【００４２】
また請求項２記載の食材等の整形装置によれば、送込切断刃５０の中心には、押込ロッド５１が受入筒４内へ向かって所定範囲進退自在に設けられるとともに、この押込ロッド５１を受入筒４内方向に向かって付勢する付勢部材が設けられているため、送込切断刃５０による被加工物Ａ０の切断後に、押込ロッド５１により被加工物Ａ１が押し込まれて、スムーズに受入筒４内を落下される。
【００４３】
更に請求項３記載の食材等の整形装置によれば、受入筒４が鉛直状態に設置されているため、自然落下により前処理加工された被加工物Ａ１がスムーズに整形装置本体２の供給口２２に落下される。更に上端の加工開始端４０にＶ字形溝４０ａが形成されているため、被加工物Ａ０が載置された際の載置安定性に優れ、被加工物Ａ０が受入筒４の加工開始端４０から転がって落下するようなことがなくなり、載置装置６による載置ミスも生じにくくなる。
【００４４】
更にまた請求項４記載の食材等の整形装置によれば、載置装置６は、スラットコンベヤの搬送面に被加工物を支持する支持ロッド６１が設けられたものであり、一方受入筒４には、この支持ロッド６１が当接するのを回避するための鉛直方向のスリット４１が形成されているため、載置装置６が単純な構造で製造コストを抑えることができるとともに、支持ロッド６１と、スリット４１との構成により、衝撃なく受入筒４上の加工開始端４０に被加工物Ａ０を載置でき、載置ミスが生じるのが大幅に防がれる。またスラットコンベヤであるため剛性に優れ、移送終端においても確実に支持ロッド６１は被加工物Ａ０を支持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の食材等の整形装置の使用状態を示す側面図である。
【図２】同上平面図である。
【図３】前処理装置を拡大して示す側面図である。
【図４】整形装置本体の加工ヘッドを拡大して示す分解斜視図である。
【図５】同上側面図である。
【図６】前処理装置の作動態様を段階的に示す説明図である。
【図７】整形装置本体における切削刃の作用状態を示す説明図である。
【図８】載置装置の構成を異ならせた他の実施の形態を示す骨格的側面図である。
【図９】受入筒を上下動できるように構成した載置装置の他の実施の形態の作動態様を示す説明図である。
【図１０】受入筒を傾斜させて設置した実施の形態（ａ）と、受入筒を水平状態に設置した実施の形態（ｂ）を示す説明図である。
【図１１】二つの送込切断刃を近接させて設けた前処理装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図１２】二つの送込切断刃を近接させて設けた独立タイプの前処理装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 食材等の整形装置
２ 整形装置本体
３ 前処理装置
３Ａ 前処理装置
４ 受入筒
５ 送込切断刃ユニット
６ 載置装置
７ 連結支持板
１０ 加工ヘッド
１１ 刃物ユニット
１２ 移送ガイドユニット
１３ 駆動軸
１４ 回転ドラム
１４Ａ 外周凹部
１４Ｂ 肉抜き部
１４Ｃ 排出案内面
１５ 切削刃
１５Ａ 切削刃単片
１５Ｂ 切削刃単片
１６ 切削刃受部
１７ 固定手段
１８ 逃げスペース
１９ 残片排出ポケット
２０ ガイドトラフ
２１ 加工室
２２ 供給口
２４ 排出口
２４Ａ 取出シュート
２５ 閉塞板
４０ 加工開始端
４０ａ Ｖ字形溝
４１ スリット
４２ 排出ガイド
４３ 中継シュート
４４ 凹部
４５ 支承板
５０ 送込切断刃
５１ 押込ロッド
５１Ａ 圧縮コイルスプリング
５２ スライダクランク機構
５３ 設置ブロック
５４ 案内ロッド
５５ スライダ
５６ 連結アーム
５７ クランクホイール
５８ 中心軸
５８ａ 従動スプロケット
５８ｂ 中継スプロケット
５９ クランクロッド
６０ スラット
６１ 支持ロッド
６２ 駆動軸
６２ａ スプロケット
６３ 中継スプロケット
６４ チェーン
６５ ロボットアーム
７０ 取出シュート
７１ 案内ロッド
７２ 昇降フレーム
７３ 圧縮コイルスプリング
７４ 連結板
７４ａ 把手
Ａ 被加工物
Ａ０ （加工前の）被加工物
Ａ１ （前処理加工後の）被加工物
Ａ２ （整形加工途中の）被加工物
Ａ３ （整形加工後の）被加工物
ａ 表皮部
ａ１ 切断残片
ａ２ 切削表皮
Ｃ１ 軸
Ｃ２ 軸
Ｃ３ 軸
Ｆ 機枠
Ｇ ガイド板
Ｍ１ 駆動モータ
Ｍ２ 駆動モータ
Ｍｓ 駆動スプロケット
Ｍｃ チェーン
Ｚ１ 側部作用領域
Ｚ２ 底部作用領域

Claims (4)

1. 被加工物に対し、切削刃を作用させ、被加工物の表面形状を整形加工する装置において、この装置は、前記被加工物と切削刃とは相対的に移動するとともに、被加工物は切削刃に臨むにあたり、遊動状態を確保し得るように規制される整形装置本体と、前記被加工物を整形加工が行いやすいように予め所定形状に切断するための前処理装置とを具備して成るものであり、この前処理装置は、前記整形装置本体の供給口に連通し、一つの被加工物を加工開始端にて支持する受入筒と、この受入筒内に挿入自在でほぼ前記受入筒の内径形状を有する送込切断刃と、前記受入筒上へ被加工物を所定時間間隔で載置する載置装置とから成ることを特徴とする食材等の整形装置。
2. 前記送込切断刃の中心には、押込ロッドが受入筒内へ向かって進退自在に設けられるとともに、この押込ロッドを受入筒内方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の食材等の整形装置。
3. 前記受入筒は、ほぼ鉛直状態に設置されるものであり、その上端の前記加工開始端には、Ｖ字形溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の食材等の整形装置。
4. 前記載置装置は、スラットコンベヤの搬送面に被加工物を支持する支持ロッドが設けられたものであり、一方前記受入筒には、この支持ロッドが当接するのを回避するための鉛直方向のスリットが形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の食材等の整形装置。

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