JP2004321032A - 硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な形状をした骨部等の硬質物から肉部等の柔軟物を、該硬質物の表面形状に沿って残存付着柔軟物を最少限にし、かつ人的手段を何ら加えることなく自動的に、かつ、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離し得る硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置を提供する。
【解決手段】骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断にあたり、カッターに併設されたカッターガイドを移動させて該カッターガイドの端部と硬質物の表面との接触を検知し、この検知信号に基づきカッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させて前記柔軟物を硬質物から分離、切断することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断にあたり、カッターに併設されたカッターガイドを移動させて該カッターガイドの端部と硬質物の表面との接触を検知し、この検知信号に基づきカッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させて前記柔軟物を硬質物から分離、切断す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、骨付き食肉における骨部と肉部との分離加工等に適用され、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより該硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
骨付き食肉の脱骨加工工程においては、たとえば、特許文献１（特開平５−１８４２８１号公報）に開示されているように、骨部と肉部との分離加工に種々の自動化手段が提供されている。
【０００３】
かかる従来技術においては、骨付き食肉の脱骨加工を施すにあたり、
（１）骨部の表面に垂直方向にカッター刃先を入れて肉部を切断あるいは筋膜に傷をつけた後、骨部の平行方向に該骨部あるいは肉部に力を加えて骨部と肉部とを対向移動させて、該骨部と肉部とを分離させる方法。
（２）骨部の表面の平行方向に予め人手によって、筋膜、腱、及び筋肉を切断してから、機械的に骨部の平行方向に骨部あるいは肉部に力を加えて骨部と肉部とを対向移動させて該骨部と肉部とを分離させる方法。等によっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８４２８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来技術における機械的な骨付き食肉の脱骨加工にあっては、骨部の表面に切断傷をつけた後、該骨部の平行方向に該骨部あるいは肉部に力を加えて対向移動させ、該骨部と肉部とを分離させており、かかる脱骨加工方法では、複雑な形状をした骨部の表面形状に沿う切断で、骨部への肉部の残存付着を最少限にして、確実に骨部の表面から肉部を切断、分離するのは困難である。
等の問題点を有している。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、複雑な形状をした骨部等の硬質物から肉部等の柔軟物を、該硬質物の表面形状に沿って残存付着柔軟物を最少限にし、かつ人的手段を何ら加えることなく自動的に、かつ、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離し得る硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断方法において、前記カッターに併設されたカッターガイドを移動させて該カッターガイドの端部と該硬質物の表面との接触を検知し、この検知信号に基づき前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させて前記柔軟物を硬質物から分離、切断することを特徴とする。
【０００８】
また前記方法発明を実施する装置の発明として、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離するように構成されたものであって、前記カッターに該カッターと相対移動可能に併設されたカッターガイドと、該カッターガイドの移動による前記硬質物への接触を検知する検知手段と、該検知手段からの前記カッターガイドと前記硬質物との接触検知信号を受けて前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物を硬質物から分離、切断するカッター作動制御手段とを備えたことを特徴とする硬質物、柔軟物固着体の切断装置を提案する。
【０００９】
かかる発明において好ましくは、前記カッターガイド端部の変位を検出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うのがよい。
そして、前記の方法を実施する装置としては、前記検知手段は前記カッターガイド端部の変位を検出する変位センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記変位センサから入力される前記カッターガイド端部の変位検出信号から該変位の時間変化率を算出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えてなるのが好ましい。
【００１０】
また、かかる発明において好ましくは、前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うのがよい。
そして、前記の方法を実施する装置としては、前記検知手段は前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出する反力センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記反力センサから入力される前記カッターガイド端部における反力検出信号から該反力の時間変化率を算出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えるのが好ましい。
【００１１】
かかる発明によれば、カッター及び該カッターと相対移動可能に併設されたカッターガイドを移動させながら肉等の柔軟物を切断し、該カッターガイドが骨等の硬質物に接触すると、前記カッターガイド端部の変位を検出する変位センサあるいは前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出する反力センサ等の検知手段によって該カッターガイドの端部と該硬質物の表面との接触を検知し、この接触検知信号をカッター作動制御手段を構成するコントローラに入力する。
【００１２】
前記カッター及びカッターガイドが肉等の柔軟物を切断、通過して、該カッターガイドの端部が骨等の硬質物に接触すると、該カッターガイド端部の変位が急激に小さくなり、あるいはカッターガイドの端部と硬質物との間の切断反力が急激に増大する。
【００１３】
そこで、かかる発明においては、前記コントローラにて、前記カッターガイド端部の変位検出信号から該変位の時間変化率を算出して該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったとき、あるいは前記カッターガイド端部の反力検出信号から該反力の時間変化率を算出して該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったとき、前記カッターガイドの端部が骨等の硬質物に接触したものと判定し、カッター駆動手段を作動させてカッターを駆動せしめる。
該カッター駆動手段はカッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら柔軟物を切断し、該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断し、該硬質物の表面から分離せしめる。
【００１４】
従って、かかる発明によれば、カッターに併設されたカッターガイドが前記硬質物へ接触したことを検知して、この検知信号を受けてカッターを作動させ、該カッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら、該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断、分離するので、硬質物が食肉の骨のように複雑な形状をしていても、切断中、該硬質物の位置を正確に検知できて、該硬質物の表面形状に沿って柔軟物を切断することができる。
これにより、人的手段を何ら加えることなく自動的にかつ残存付着柔軟物を最少限にして、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離することができる。
【００１５】
また、かかる発明において好ましくは、ばね等の付勢手段により前記カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢しつつ、前記カッターで前記柔軟物を切断するのがよい。
そして、かかる方法を実施する装置としては、前記カッターガイドに、該カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢するばね等の付勢手段を付設するのが好ましい。
【００１６】
このように構成すれば、カッターガイドの端部がばね等の付勢手段により硬質物の表面から離れる方向に引張力を付与されているので、肉等の柔軟物が該カッターガイドの端部によって骨等の硬質物の表面から離される方向に引張られることとなって、カッターによる柔軟物の切断時にカッター刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上し、高速切断が可能となる。
また、カッターガイドの前記引張力によって、カッターの切断軌跡に残存した不要な柔軟物を払い去ることができる。
【００１７】
さらに、かかる発明において好ましくは、前記カッターガイドの前記カッターに対する相対変位を規制するストッパー機構を備えるのがよい。
このように構成すれば、ストッパー機構によってカッターガイドとカッターとの相対変位が制限されるので、カッター刃先部の硬質物側への過度な食い込みを回避できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
図１は本発明の実施例に係る食肉加工装置における骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の制御ブロック図である。図２は前記骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す概略正面図、図３は平面透視図（図２のＡ―Ａ線透視図）である。図４はカッターガイドの作動説明用線図である。
【００２０】
実施例に係る骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す図２〜３において、１はカッターで、骨付き食肉の骨部（硬質物）１００と肉部（柔軟物）１０１とを切断、分離するもので、この例では公知の振動式カッターを用いている。３は前記カッター１を駆動するカッター駆動装置で、後述するコントローラ２０によって制御され、前記カッター１を図２のように垂直方向（Ｙ―Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動させて、前記肉部１０１を切断するとともに該肉部１０１を前記骨部１００から切断、分離するものである。
【００２１】
２は板状のカッターガイドで、図３のように、前記カッター１に隣接して配設され、前記肉部１０１を切断可能なように端縁部が先鋭に形成されている。４は前記カッターガイド２を移動させるガイド移動装置で、後述するコントローラ２０によって制御され、前記カッターガイド２を図２のように、該カッター１とともにあるいは単独で水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動させて、前記肉部１０１内を通して該カッター１を案内し、前記骨部１００に接触することにより該骨部１００の位置を検知可能に構成されている。
【００２２】
１４は前記カッターガイド２が装着されている前記ガイド移動装置４とケース１５との間に介装されたスプリングで、引張りばねで構成されて前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の端部２ａを前記骨部１００側から引き戻す方向（カッターガイド２の端部２ａを骨部１００側から引き離す方向）に付勢されている。
８はストッパーで、前記ガイド移動装置４の両側に、前記カッターガイド２の移動方向である水平方向（図２、３のＸ―Ｘ方向）の移動範囲を規制するように配設されている。
【００２３】
５は前記カッター１の変位を検出するカッター変位センサである。６は前記カッターガイド２の変位、具体的には該カッターガイド端部２ａの変位を検出するカッターガイド変位センサ、７は該カッターガイド端部２ａに作用する反力を検出するカッターガイド反力センサである。該カッターガイド反力センサ７は該カッターガイド端部２ａに作用する肉部１０１及び骨部１００からの力、あるいは圧力を検出する。
前記カッター変位センサ５からのカッター１の変位検出値、カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド２の変位検出値、及びカッターガイド反力センサ７からのカッターガイド２の反力検出値は、コントローラ２０に入力される。
【００２４】
該コントローラ２０は、前記カッターガイド２の変位検出値あるいはカッターガイド２の反力検出値に基づき、前記カッターガイド端部２ａの前記骨部１００の表面への接触を判断して、前記カッター駆動装置３を制御してカッター１を駆動するとともに、前記ガイド移動装置４を制御してカッターガイド２の移動を制御するもので、詳細は後述する。
【００２５】
次に、図１及び図２、３に基づき実施例に係る骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の動作を説明する。
まず、図２、３において、前記カッター１はカッター駆動装置３により垂直方向（Ｙ―Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動せしめられて前記肉部１０１及び骨部１００を切断する。
また、前記カッターガイド２はガイド移動装置４により、前記カッター１とともに該カッター１よりも一定量ｃだけ先行して前記肉部１０１内を通して該カッター１を案内し、あるいは単独で水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動せしめられる。
【００２６】
前記カッター１及びカッターガイド２を移動させながら肉部１０１を切断し、骨部１００に到達する過程で、前記カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド端部２ａの変位検出値は、図１において、コントローラ２０の変位変化率算出部２１に入力され、前記カッターガイド反力センサ７からのカッターガイド端部２ａの反力検出値はコントローラ２０の反力変化率算出部２３に入力される。
該変位変化率算出部２１においては、前記カッターガイド端部２ａの変位検出値に基づき該カッターガイド端部２ａの変位Ｓの時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）を算出し、骨部到達判定部２５に入力する。
また、該反力変化率算出部２３においては、前記カッターガイド端部２ａの反力検出値に基づき該カッターガイド端部２ａの反力Ｆの時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）を算出し、前記骨部到達判定部２５に入力する。
【００２７】
２２は変位変化率設定部で、図４（Ａ）に示されるように、該カッターガイド変位（カッターガイド端部２ａの変位）Ｓの時間ｔに対する変化が設定されている。また、２４は反力変化率設定部で、図４（Ｂ）に示されるように、該カッターガイド反力（カッターガイド端部２ａの反力）Ｆの時間ｔに対する変化が設定されている。
【００２８】
前記カッター１及びカッターガイド２が肉部（柔軟物）１０１を切断、通過して、該カッターガイド２の端部２ａが骨部（硬質物）１００に接触すると、図４（Ａ）のように該カッターガイド端部２ａの変位Ｓの変化つまり変位の時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）が前記接触位置に対応する変曲点Ｓ１から急激に小さくなり、また図４（Ｂ）のように該カッターガイド端部２ａの反力Ｆの変化つまり反力Ｆの時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）が前記接触位置に対応する変曲点Ｆ１から急激に増大する。
【００２９】
骨部到達判定部２５においては、前記変位変化率算出部２１にて算出したカッターガイド端部２ａにおける変位の時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）が、前記変位変化率設定部２２に設定された一定値つまり該変位変化の変曲点Ｓ１に対応する変位の時間変化率よりも小さくなるか、あるいは前記反力変化率算出部２３にて算出したカッターガイド端部２ａにおける反力の時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）が、前記反力変化率設定部２４に設定された一定値つまり該反力変化の変曲点Ｆ１に対応する反力の時間変化率よりも大きくなるかの何れかになったとき、前記カッターガイド端部２ａが骨部（硬質物）１００に接触したものと判定する。
【００３０】
そして該骨部到達判定部２５は、前記カッターガイド端部２ａの骨部（硬質物）１００への接触を判定すると、その判定結果をカッター作動指令部２６に入力する。該カッター作動指令部２６は前記判定結果信号を受けて、カッター作動制御部２７にカッター１の肉部１０１分離切断動作の作動指令を出力する。
該カッター作動制御部２７は、該分離切断動作の作動指令を受けて、前記カッター駆動装置３を作動させ、該カッター駆動装置３は、カッター１を、図２のＹ矢に示すように、垂直方向に移動せしめて前記骨部１００の表面に沿って肉部１０１を切断し、該骨部１００の表面に固着している肉部１０１を該骨部１００の表面から分離せしめる。
【００３１】
前記カッター１による切断時において、前記カッター作動制御部２７は、前記カッター変位センサ５からのカッター１の変位検出値のフィードバック信号に基づき、カッター１の作動を制御するので、該カッター１を骨部１００の表面に沿って精度良く移動させ、該骨部１００の表面に固着している肉部１０１を確実に分離せしめることが可能となる。
また、前記カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド２の変位検出値のフィードバック信号はガイド作動制御部２８に入力され、該ガイド作動制御部２８は、このフィードバック信号に基づき、ガイド移動装置４を介してカッターガイド２の移動を制御する。これにより、該カッターガイド２を骨部１００の表面に正確に接触させることが可能となる。
【００３２】
以上の動作により、骨部１００が複雑な形状をしていても、カッターガイド２によって骨部１００の位置を正確に検知できて、該骨部１００の表面形状に沿って肉部１０１を自動的にかつ残存付着肉部１０１を最少限にして、確実に骨部１００から肉部１０１を切断、分離することができる。
【００３３】
また、引張りばねで構成されたスプリング１４により、前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の端部２ａを前記骨部１００側から引き離す方向に付勢しているので、肉部１０１が該カッターガイド端部２ａによって骨部１００の表面から離される方向に引張られることとなる。
これにより、カッター１による肉部１０１の切断時にカッター１の刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上する。
さらに、前記カッターガイド２に作用する前記スプリング１４の引張力によって、カッター１の切断軌跡に残存した不要な肉部１０１を払い去ることができる。
【００３４】
さらに、前記ストッパー８によって、前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の前記カッター１に対する相対変位を規制しているので、該ストッパー８によってカッターガイド２とカッター１との相対変位が制限されるので、カッター１の刃先部の骨部１００側への過度な食い込みを回避できる。
【００３５】
尚、前記実施例は、本発明を骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置に適用したものであるが、本発明はこれに限られることなく、硬質物の外側に柔軟物が固着されている固着体における、カッターによっての柔軟物の切断、分離に広く適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、カッターに併設されたカッターガイドが硬質物へ接触したことを検知し、この検知信号を受けてカッターを作動させ該カッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断、分離するので、硬質物が食肉の骨のように複雑な形状をしていても、切断中、該硬質物の位置を正確に検知できて、該硬質物の表面形状に沿って肉等の柔軟物を切断することができる。これにより、人的手段を何ら加えることなく自動的にかつ残存付着柔軟物を最少限にして、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離することができる。
また、カッターガイドの端部に、ばね等の付勢手段により硬質物の表面から離れる方向に引張力を付与するように構成すれば、肉等の柔軟物が該カッターガイドの端部によって骨等の硬質物の表面から離される方向に引張られることとなって、カッターによる柔軟物の切断時にカッター刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上し、高速切断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る食肉加工装置における骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の制御ブロック図である。
【図２】前記骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す概略正面図である。
【図３】前記骨部と肉部との切断、分離装置の平面透視図（図２のＡ―Ａ線透視図）である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はカッターガイドの作動説明用線図である。
【符号の説明】
１ カッター
２ カッターガイド
２ａ カッターガイド端部
３ カッター駆動装置
４ ガイド移動装置
５ カッター変位センサ
６ カッターガイド変位センサ
７ カッターガイド反力センサ
８ ストッパー
１４ スプリング
２０ コントローラ
２１ 変位変化率算出部
２２ 変位変化率設定部
２３ 反力変化率算出部
２４ 反力変化率設定部
２５ 骨部到達判定部
２６ カッター作動指令部
２７ カッター作動制御部
２８ ガイド作動制御部
１００ 骨部（硬質物）
１０１ 肉部（柔軟物）
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨付き食肉における骨部と肉部との分離加工等に適用され、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより該硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
骨付き食肉の脱骨加工工程においては、たとえば、特許文献１（特開平５−１８４２８１号公報）に開示されているように、骨部と肉部との分離加工に種々の自動化手段が提供されている。
【０００３】
かかる従来技術においては、骨付き食肉の脱骨加工を施すにあたり、
（１）骨部の表面に垂直方向にカッター刃先を入れて肉部を切断あるいは筋膜に傷をつけた後、骨部の平行方向に該骨部あるいは肉部に力を加えて骨部と肉部とを対向移動させて、該骨部と肉部とを分離させる方法。
（２）骨部の表面の平行方向に予め人手によって、筋膜、腱、及び筋肉を切断してから、機械的に骨部の平行方向に骨部あるいは肉部に力を加えて骨部と肉部とを対向移動させて該骨部と肉部とを分離させる方法。等によっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８４２８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来技術における機械的な骨付き食肉の脱骨加工にあっては、骨部の表面に切断傷をつけた後、該骨部の平行方向に該骨部あるいは肉部に力を加えて対向移動させ、該骨部と肉部とを分離させており、かかる脱骨加工方法では、複雑な形状をした骨部の表面形状に沿う切断で、骨部への肉部の残存付着を最少限にして、確実に骨部の表面から肉部を切断、分離するのは困難である。
等の問題点を有している。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、複雑な形状をした骨部等の硬質物から肉部等の柔軟物を、該硬質物の表面形状に沿って残存付着柔軟物を最少限にし、かつ人的手段を何ら加えることなく自動的に、かつ、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離し得る硬質物、柔軟物固着体の切断方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断方法において、前記カッターに併設されたカッターガイドを移動させて該カッターガイドの端部と該硬質物の表面との接触を検知し、この検知信号に基づき前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させて前記柔軟物を硬質物から分離、切断することを特徴とする。
【０００８】
また前記方法発明を実施する装置の発明として、硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離するように構成されたものであって、前記カッターに該カッターと相対移動可能に併設されたカッターガイドと、該カッターガイドの移動による前記硬質物への接触を検知する検知手段と、該検知手段からの前記カッターガイドと前記硬質物との接触検知信号を受けて前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物を硬質物から分離、切断するカッター作動制御手段とを備えたことを特徴とする硬質物、柔軟物固着体の切断装置を提案する。
【０００９】
かかる発明において好ましくは、前記カッターガイド端部の変位を検出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うのがよい。
そして、前記の方法を実施する装置としては、前記検知手段は前記カッターガイド端部の変位を検出する変位センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記変位センサから入力される前記カッターガイド端部の変位検出信号から該変位の時間変化率を算出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えてなるのが好ましい。
【００１０】
また、かかる発明において好ましくは、前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うのがよい。
そして、前記の方法を実施する装置としては、前記検知手段は前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出する反力センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記反力センサから入力される前記カッターガイド端部における反力検出信号から該反力の時間変化率を算出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えるのが好ましい。
【００１１】
かかる発明によれば、カッター及び該カッターと相対移動可能に併設されたカッターガイドを移動させながら肉等の柔軟物を切断し、該カッターガイドが骨等の硬質物に接触すると、前記カッターガイド端部の変位を検出する変位センサあるいは前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出する反力センサ等の検知手段によって該カッターガイドの端部と該硬質物の表面との接触を検知し、この接触検知信号をカッター作動制御手段を構成するコントローラに入力する。
【００１２】
前記カッター及びカッターガイドが肉等の柔軟物を切断、通過して、該カッターガイドの端部が骨等の硬質物に接触すると、該カッターガイド端部の変位が急激に小さくなり、あるいはカッターガイドの端部と硬質物との間の切断反力が急激に増大する。
【００１３】
そこで、かかる発明においては、前記コントローラにて、前記カッターガイド端部の変位検出信号から該変位の時間変化率を算出して該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったとき、あるいは前記カッターガイド端部の反力検出信号から該反力の時間変化率を算出して該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったとき、前記カッターガイドの端部が骨等の硬質物に接触したものと判定し、カッター駆動手段を作動させてカッターを駆動せしめる。
該カッター駆動手段はカッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら柔軟物を切断し、該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断し、該硬質物の表面から分離せしめる。
【００１４】
従って、かかる発明によれば、カッターに併設されたカッターガイドが前記硬質物へ接触したことを検知して、この検知信号を受けてカッターを作動させ、該カッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら、該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断、分離するので、硬質物が食肉の骨のように複雑な形状をしていても、切断中、該硬質物の位置を正確に検知できて、該硬質物の表面形状に沿って柔軟物を切断することができる。
これにより、人的手段を何ら加えることなく自動的にかつ残存付着柔軟物を最少限にして、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離することができる。
【００１５】
また、かかる発明において好ましくは、ばね等の付勢手段により前記カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢しつつ、前記カッターで前記柔軟物を切断するのがよい。
そして、かかる方法を実施する装置としては、前記カッターガイドに、該カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢するばね等の付勢手段を付設するのが好ましい。
【００１６】
このように構成すれば、カッターガイドの端部がばね等の付勢手段により硬質物の表面から離れる方向に引張力を付与されているので、肉等の柔軟物が該カッターガイドの端部によって骨等の硬質物の表面から離される方向に引張られることとなって、カッターによる柔軟物の切断時にカッター刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上し、高速切断が可能となる。
また、カッターガイドの前記引張力によって、カッターの切断軌跡に残存した不要な柔軟物を払い去ることができる。
【００１７】
さらに、かかる発明において好ましくは、前記カッターガイドの前記カッターに対する相対変位を規制するストッパー機構を備えるのがよい。
このように構成すれば、ストッパー機構によってカッターガイドとカッターとの相対変位が制限されるので、カッター刃先部の硬質物側への過度な食い込みを回避できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
図１は本発明の実施例に係る食肉加工装置における骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の制御ブロック図である。図２は前記骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す概略正面図、図３は平面透視図（図２のＡ―Ａ線透視図）である。図４はカッターガイドの作動説明用線図である。
【００２０】
実施例に係る骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す図２〜３において、１はカッターで、骨付き食肉の骨部（硬質物）１００と肉部（柔軟物）１０１とを切断、分離するもので、この例では公知の振動式カッターを用いている。３は前記カッター１を駆動するカッター駆動装置で、後述するコントローラ２０によって制御され、前記カッター１を図２のように垂直方向（Ｙ―Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動させて、前記肉部１０１を切断するとともに該肉部１０１を前記骨部１００から切断、分離するものである。
【００２１】
２は板状のカッターガイドで、図３のように、前記カッター１に隣接して配設され、前記肉部１０１を切断可能なように端縁部が先鋭に形成されている。４は前記カッターガイド２を移動させるガイド移動装置で、後述するコントローラ２０によって制御され、前記カッターガイド２を図２のように、該カッター１とともにあるいは単独で水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動させて、前記肉部１０１内を通して該カッター１を案内し、前記骨部１００に接触することにより該骨部１００の位置を検知可能に構成されている。
【００２２】
１４は前記カッターガイド２が装着されている前記ガイド移動装置４とケース１５との間に介装されたスプリングで、引張りばねで構成されて前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の端部２ａを前記骨部１００側から引き戻す方向（カッターガイド２の端部２ａを骨部１００側から引き離す方向）に付勢されている。
８はストッパーで、前記ガイド移動装置４の両側に、前記カッターガイド２の移動方向である水平方向（図２、３のＸ―Ｘ方向）の移動範囲を規制するように配設されている。
【００２３】
５は前記カッター１の変位を検出するカッター変位センサである。６は前記カッターガイド２の変位、具体的には該カッターガイド端部２ａの変位を検出するカッターガイド変位センサ、７は該カッターガイド端部２ａに作用する反力を検出するカッターガイド反力センサである。該カッターガイド反力センサ７は該カッターガイド端部２ａに作用する肉部１０１及び骨部１００からの力、あるいは圧力を検出する。
前記カッター変位センサ５からのカッター１の変位検出値、カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド２の変位検出値、及びカッターガイド反力センサ７からのカッターガイド２の反力検出値は、コントローラ２０に入力される。
【００２４】
該コントローラ２０は、前記カッターガイド２の変位検出値あるいはカッターガイド２の反力検出値に基づき、前記カッターガイド端部２ａの前記骨部１００の表面への接触を判断して、前記カッター駆動装置３を制御してカッター１を駆動するとともに、前記ガイド移動装置４を制御してカッターガイド２の移動を制御するもので、詳細は後述する。
【００２５】
次に、図１及び図２、３に基づき実施例に係る骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の動作を説明する。
まず、図２、３において、前記カッター１はカッター駆動装置３により垂直方向（Ｙ―Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動せしめられて前記肉部１０１及び骨部１００を切断する。
また、前記カッターガイド２はガイド移動装置４により、前記カッター１とともに該カッター１よりも一定量ｃだけ先行して前記肉部１０１内を通して該カッター１を案内し、あるいは単独で水平方向（Ｘ―Ｘ方向）に移動せしめられる。
【００２６】
前記カッター１及びカッターガイド２を移動させながら肉部１０１を切断し、骨部１００に到達する過程で、前記カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド端部２ａの変位検出値は、図１において、コントローラ２０の変位変化率算出部２１に入力され、前記カッターガイド反力センサ７からのカッターガイド端部２ａの反力検出値はコントローラ２０の反力変化率算出部２３に入力される。
該変位変化率算出部２１においては、前記カッターガイド端部２ａの変位検出値に基づき該カッターガイド端部２ａの変位Ｓの時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）を算出し、骨部到達判定部２５に入力する。
また、該反力変化率算出部２３においては、前記カッターガイド端部２ａの反力検出値に基づき該カッターガイド端部２ａの反力Ｆの時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）を算出し、前記骨部到達判定部２５に入力する。
【００２７】
２２は変位変化率設定部で、図４（Ａ）に示されるように、該カッターガイド変位（カッターガイド端部２ａの変位）Ｓの時間ｔに対する変化が設定されている。また、２４は反力変化率設定部で、図４（Ｂ）に示されるように、該カッターガイド反力（カッターガイド端部２ａの反力）Ｆの時間ｔに対する変化が設定されている。
【００２８】
前記カッター１及びカッターガイド２が肉部（柔軟物）１０１を切断、通過して、該カッターガイド２の端部２ａが骨部（硬質物）１００に接触すると、図４（Ａ）のように該カッターガイド端部２ａの変位Ｓの変化つまり変位の時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）が前記接触位置に対応する変曲点Ｓ１から急激に小さくなり、また図４（Ｂ）のように該カッターガイド端部２ａの反力Ｆの変化つまり反力Ｆの時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）が前記接触位置に対応する変曲点Ｆ１から急激に増大する。
【００２９】
骨部到達判定部２５においては、前記変位変化率算出部２１にて算出したカッターガイド端部２ａにおける変位の時間変化率（微分値ｄＳ／ｄｔ）が、前記変位変化率設定部２２に設定された一定値つまり該変位変化の変曲点Ｓ１に対応する変位の時間変化率よりも小さくなるか、あるいは前記反力変化率算出部２３にて算出したカッターガイド端部２ａにおける反力の時間変化率（微分値ｄＦ／ｄｔ）が、前記反力変化率設定部２４に設定された一定値つまり該反力変化の変曲点Ｆ１に対応する反力の時間変化率よりも大きくなるかの何れかになったとき、前記カッターガイド端部２ａが骨部（硬質物）１００に接触したものと判定する。
【００３０】
そして該骨部到達判定部２５は、前記カッターガイド端部２ａの骨部（硬質物）１００への接触を判定すると、その判定結果をカッター作動指令部２６に入力する。該カッター作動指令部２６は前記判定結果信号を受けて、カッター作動制御部２７にカッター１の肉部１０１分離切断動作の作動指令を出力する。
該カッター作動制御部２７は、該分離切断動作の作動指令を受けて、前記カッター駆動装置３を作動させ、該カッター駆動装置３は、カッター１を、図２のＹ矢に示すように、垂直方向に移動せしめて前記骨部１００の表面に沿って肉部１０１を切断し、該骨部１００の表面に固着している肉部１０１を該骨部１００の表面から分離せしめる。
【００３１】
前記カッター１による切断時において、前記カッター作動制御部２７は、前記カッター変位センサ５からのカッター１の変位検出値のフィードバック信号に基づき、カッター１の作動を制御するので、該カッター１を骨部１００の表面に沿って精度良く移動させ、該骨部１００の表面に固着している肉部１０１を確実に分離せしめることが可能となる。
また、前記カッターガイド変位センサ６からのカッターガイド２の変位検出値のフィードバック信号はガイド作動制御部２８に入力され、該ガイド作動制御部２８は、このフィードバック信号に基づき、ガイド移動装置４を介してカッターガイド２の移動を制御する。これにより、該カッターガイド２を骨部１００の表面に正確に接触させることが可能となる。
【００３２】
以上の動作により、骨部１００が複雑な形状をしていても、カッターガイド２によって骨部１００の位置を正確に検知できて、該骨部１００の表面形状に沿って肉部１０１を自動的にかつ残存付着肉部１０１を最少限にして、確実に骨部１００から肉部１０１を切断、分離することができる。
【００３３】
また、引張りばねで構成されたスプリング１４により、前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の端部２ａを前記骨部１００側から引き離す方向に付勢しているので、肉部１０１が該カッターガイド端部２ａによって骨部１００の表面から離される方向に引張られることとなる。
これにより、カッター１による肉部１０１の切断時にカッター１の刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上する。
さらに、前記カッターガイド２に作用する前記スプリング１４の引張力によって、カッター１の切断軌跡に残存した不要な肉部１０１を払い去ることができる。
【００３４】
さらに、前記ストッパー８によって、前記ガイド移動装置４を介して前記カッターガイド２の前記カッター１に対する相対変位を規制しているので、該ストッパー８によってカッターガイド２とカッター１との相対変位が制限されるので、カッター１の刃先部の骨部１００側への過度な食い込みを回避できる。
【００３５】
尚、前記実施例は、本発明を骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置に適用したものであるが、本発明はこれに限られることなく、硬質物の外側に柔軟物が固着されている固着体における、カッターによっての柔軟物の切断、分離に広く適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、カッターに併設されたカッターガイドが硬質物へ接触したことを検知し、この検知信号を受けてカッターを作動させ該カッターの刃先部を前記硬質物の表面に沿って移動させながら該硬質物の表面に固着している柔軟物を切断、分離するので、硬質物が食肉の骨のように複雑な形状をしていても、切断中、該硬質物の位置を正確に検知できて、該硬質物の表面形状に沿って肉等の柔軟物を切断することができる。これにより、人的手段を何ら加えることなく自動的にかつ残存付着柔軟物を最少限にして、確実に該硬質物の表面から柔軟物を切断、分離することができる。
また、カッターガイドの端部に、ばね等の付勢手段により硬質物の表面から離れる方向に引張力を付与するように構成すれば、肉等の柔軟物が該カッターガイドの端部によって骨等の硬質物の表面から離される方向に引張られることとなって、カッターによる柔軟物の切断時にカッター刃先部への切断抵抗が低減されて切断性能が向上し、高速切断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る食肉加工装置における骨付き食肉の骨部と肉部との切断、分離装置の制御ブロック図である。
【図２】前記骨部と肉部との切断、分離装置の要部構成を示す概略正面図である。
【図３】前記骨部と肉部との切断、分離装置の平面透視図（図２のＡ―Ａ線透視図）である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はカッターガイドの作動説明用線図である。
【符号の説明】
１ カッター
２ カッターガイド
２ａ カッターガイド端部
３ カッター駆動装置
４ ガイド移動装置
５ カッター変位センサ
６ カッターガイド変位センサ
７ カッターガイド反力センサ
８ ストッパー
１４ スプリング
２０ コントローラ
２１ 変位変化率算出部
２２ 変位変化率設定部
２３ 反力変化率算出部
２４ 反力変化率設定部
２５ 骨部到達判定部
２６ カッター作動指令部
２７ カッター作動制御部
２８ ガイド作動制御部
１００ 骨部（硬質物）
１０１ 肉部（柔軟物）
Claims (9)
- 硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離する硬質物、柔軟物固着体の切断方法において、
前記カッターに併設されたカッターガイドを移動させて該カッターガイドの端部と該硬質物の表面との接触を検知し、この検知信号に基づき前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させて前記柔軟物を硬質物から分離、切断することを特徴とする硬質物、柔軟物固着体の切断方法。 - ばね等の付勢手段により前記カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢しつつ、前記カッターで前記柔軟物を切断することを特徴とする請求項１記載の硬質物、柔軟物固着体の切断方法。
- 前記カッターガイド端部の変位を検出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うことを特徴とする請求項１記載の硬質物、柔軟物固着体の切断方法。
- 前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったとき、前記カッターガイド端部が前記硬質物の表面に接触したものと判定して、前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行うことを特徴とする請求項１記載の硬質物、柔軟物固着体の切断方法。
- 硬質物の外側に柔軟物が固着してなる骨付き食肉等の硬質物、柔軟物固着体における該柔軟物をカッターで切断することにより硬質物から柔軟物を分離するように構成された硬質物、柔軟物固着体の切断装置において、前記カッターに該カッターと相対移動可能に併設されたカッターガイドと、該カッターガイドの移動による前記硬質物への接触を検知する検知手段と、該検知手段からの前記カッターガイドと前記硬質物との接触検知信号を受けて前記カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物を硬質物から分離、切断するカッター作動制御手段とを備えたことを特徴とする硬質物、柔軟物固着体の切断装置。
- 前記カッターガイドに、該カッターガイドの端部を前記硬質物の表面から引き離す方向に付勢するばね等の付勢手段を付設してなることを特徴とする請求項５記載の硬質物、柔軟物固着体の切断装置。
- 前記検知手段は前記カッターガイド端部の変位を検出する変位センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記変位センサから入力される前記カッターガイド端部の変位検出信号から該変位の時間変化率を算出し、該変位の時間変化率が一定値よりも小さくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えてなることを特徴とする請求項５記載の硬質物、柔軟物固着体の切断装置。
- 前記検知手段は前記カッターガイド端部に作用する前記柔軟物あるいは硬質物からの反力を検出する反力センサからなり、前記カッター作動制御手段は前記反力センサから入力される前記カッターガイド端部における反力検出信号から該反力の時間変化率を算出し、該反力の時間変化率が一定値よりも大きくなったときカッター駆動手段を作動させて前記カッターを駆動し該カッターの刃先部を前記硬質物の表面近傍にて移動させ前記柔軟物の硬質物からの分離、切断を行わしめるコントローラを備えてなることを特徴とする請求項５記載の硬質物、柔軟物固着体の切断装置。
- 前記カッターガイドの前記カッターに対する相対変位を規制するストッパー機構を備えてなることを特徴とする請求項５記載の硬質物、柔軟物固着体の切断装置。
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