JP2005169609A - 食品切断の方法・装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外周が非平面状の食品・食材を一定の形状、切断厚みを維持して切断すること。従来の切断方法・装置では球状、楕円状、不定形の食品・食材は切断部への移送中に、切断の衝撃、移送手段の移送駆動力の不均一伝達による被切断物の変位・転移が起こり均一・安定な切断の維持が困難であった。
【解決手段】 移送手段表面に毛状物を多数配置して毛状物の長さと弾性により被切断物を中空に保持し、切断の衝撃、移送手段からの移送駆動力の不均一伝達を毛状物に吸収させて均一・安定な移送と切断状態を維持する。
【選択図】 図1
【解決手段】 移送手段表面に毛状物を多数配置して毛状物の長さと弾性により被切断物を中空に保持し、切断の衝撃、移送手段からの移送駆動力の不均一伝達を毛状物に吸収させて均一・安定な移送と切断状態を維持する。
【選択図】 図1
Description
本発明は食品の切断方法と、それを実施するための切断装置に係わる。
食品の切断装置は各種のものが販売されている。最も単純な構造のものは単に切断手段のみから構成され、食品は人手により供給され、切断手段方向に移送される。食品を大量に長時間にわたって切断する場合には移送手段を設けて刃への食品の供給を自動化する。移送手段の最も単純なものは移送方向を垂直、ないしはこれに近い角度に設定し、供給部を上部に筒等の保持手段により構成し、切断部を下に設けることにより、食品の自重により自動供給する。
駆動手段を用いて移送することも広く行なわれている。この場合食品切断装置は一枚、もしくは2枚の無端コンベアーにより構成される。一枚の場合には該コンベアーの上に食品が載置され、食品の自重によりコンベアー上に保持されて移送される。二枚の場合はスプリング、上側のコンベアーの重力負荷等により食品を二枚のコンベアー間に圧迫・保持して食品を移送する。この他には、A.コンベアーに代えて一方向に配置されたローラーを用いる構造、B.食品を切断手段方向に圧送する油圧・空圧等により作動するピストンやシリンダーを用いる構造、C.肉箱と呼ばれる箱状構造物に食品を保持し、肉箱自体を一定間隔で刃の切断位置に移動させ、保持される食品を切断し(必要ならば切片を排除し)、切断後に肉箱を切断位置から離して(必要ならば食品切片を排除し)、再び食品を1ピッチ送り出して肉箱を刃の切断位置へ移動して切断を繰り返す構造等が実用化されている。
コンベアー・ローラー等の移送手段を用いる場合、食品の移送手段への保持は、食品の自重、ないしは相対抗する複数の移送手段のスプリング、上部移送手段に錘等を付設しての加重による食品への締め付けによる。
実開昭63−38994号公報 特開2003−39385号公報 実開昭64−52694号公報 登録実用新案公報第3061021号公報
本発明は従来の食品の切断方法、および装置において、食品の外周の形状が平面状でない場合に、自動移送手段が食品を回転・変位を防止することができず、切断操作が不均一になり、切断厚のばらつき、切片の形状の不揃い等を多発していたことを回避する手段を提供するものである。
すなわち、食品の移送・切断によって食品に伝えられる衝撃や駆動力の不均一を移送手段内において緩和・吸収し、食品の切断姿勢を安定させる方法と手段を提供するものである。
本発明において「食品」とは、果実・野菜・肉類・魚介類等の生鮮食品の他、チーズ・練り製品・羊羹・ドウ成形物等の加工食品をも含む食材を指している。食品を切断する場合にスライス厚のブレ、切断面・切断切片形状の不揃い等は重量規格逸脱、形状・外観不良等のロスの発生原因となる。実際の食品の切断加工においてこの種のロス率は少なからざる場合が多い。さらに、近年では加工食品の重量規格の厳格化、食品切片形状の外観の美しさ・揃いの程度の向上要請等の精密加工の必要性が高まっている。
ところで、食品、特に根菜類・果実類は円筒形・球形・楕円形に類似するものが多く、従来の移送手段の保持機構では移送・切断での衝撃、移送手段の保持圧力の不均一等で食品が回転・転位等する問題を解消できなかった。切断ロス・切断形状不均一のほとんどの原因はこのような移送・切断工程での食品の転位・変位による。
この問題は従来の移送手段の食品の保持がコンベアー・ローラー等の面接着によることを企図しているが、根菜類・野菜類等の外周が平面的形状でない場合、実際の接面は面積の小さい点面状となり、しっかりした保持ができないことに起因する。
本発明者は市販の食品裁断機・切断機の各種のものを購入し、必要に応じて改造・使用してきたが、これらの食品の保持・移送手段の機能の限界を痛感し、新規な保持・移送手段の開発を着想し本発明を完成した。
本発明者は食品の切断方法と装置に関連する先行技術調査を実施した。しかし、本発明の切断方法・装置の中核となる「基底構造物上に毛状体を固定し、該毛状体表面に、食品が該基底構造物にほとんど接触しないように保持しつつ、基底構造物の駆動によって食品を切断部方向に移送しながら切断する」という必須の技術構成要素を含む切断方法・装置を発見することはできなかった。
本発明は、基底構造物上に毛状物を固定し、該基底構造物とほとんど接触しないように該毛状物の表面上に食品を保持し、切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は基底構造物の表面に毛状物を切断手段方向に鋭角に固定し、該基底構造物を振動させることにより食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は基底構造物をローラーにより構成し、該ローラー上に毛状物を固定し、該ローラーを移送方向に回転させ、食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は基底構造物をシャフトにより構成し、該シャフトの表面に螺旋状に毛状物を固定し、該シャフトを食品の移送方向に平行に囲うように配置し、当シャフトを螺旋の送り方向に回転させ、食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は基底構造物をシャフトにより構成し、該シャフトの表面に螺旋状に毛状物を固定し、該シャフトを食品の移送方向に平行に囲うように配置し、該シャフトを螺旋の送り方向に回転させ、食品を切断手段方向に移送しながら、かつ切断手段の食品の移送方向に対する刃の切断角度を非直角としてササガキあるいは相対抗する辺が平行でない多面体に切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は、表面に毛状物を固定した無端移送手段を相対抗して配置し、食品が該無端移送手段と直接接触しないように保持しながら、切断手段方向へ移送しながら切断することを特徴とする食品の切断方法を採用しうる。
本発明は、刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品が基底構造物の表面にほとんど接触しない程度に、毛状物が密に固定された基底構造物と、食品を切断部の方向に移送するように該基底構造物を駆動する駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明は、刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品がローラーの表面にほとんど接触しない程度に、毛状物が密に固定された、相対抗するローラーと、食品を切断部方向に移送するように該ローラーを駆動する駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明は刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品がシャフトの表面にほとんど接触しない程度に、毛状物を螺旋状に固定された、相対抗するシャフトと、食品を切断部方向に移送するように該シャフトを螺旋の送り方向に回転させる駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明は食品の移送方向に対して非直角の切断角度を有する刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品がシャフトの表面にほとんど接触しない程度に、毛状物を螺旋状に固定された、相対抗するシャフトと、食品を切断部方向に移送するように該シャフト1を螺旋の送り方向に回転させる駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成されることを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明は刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品が無端移送手段の表面にほとんど接触しない程度に、毛状物を固定された、相対抗する無端移送手段と、食品を切断部方向に移送するように該無端移送手段を駆動させる駆動手段から構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明は食品の移送ピッチを限定するリミッター、該リミッターから一定距離で切断作動する刃からなる切断部を具備し、上述の食品の移送部、供給部から任意に選ばれた構成要素の組合せを具備することを特徴とする食品切断装置を採用しうる。
本発明は無軌道作動する回転刃、該回転刃を移送・回転する移送・駆動力伝達手段より構成される切断部を具備し、上述の食品の移送部、供給部から任意に選ばれた構成要素の組合せを具備することを特徴とする食品切断装置を採用しうる。
本発明は上述の食品の切断部、移送部、供給部より任意に選ばれた構成要素の組合せを有し、さらに切断部、移送部の作動を同調・同期するための制御部、制御のための信号を授受するための通信手段を付加することを特徴とする食品の切断装置を採用しうる。
本発明の切断方法・装置によれば従来、一様・精密な切断が不可能であった非平面形状の外周を持った食品を安定した形状・厚みを維持して切断することができる。かくして切断不良による歩留まり率低下、切断切片の揃いによる外観の向上による加工付加価値の増大を実現することができる。
一般に食品は非回転状態で移送し切断する。切断角度は食品の移送方向に対して直角でも非直角でも同様形状の切断を続行できる。本発明では食品を回転させつつ移送することも可能であり、食品の移送方向に対して切断面が非直角の場合にはササガキ、相対抗する辺が非平行な多面体の切片を連続的に製造できる。
本発明では、基底構造物上に多数の毛状物を固定し、該基底構造物とほとんど接触しないように食品を該毛状物の表面上に保持し、切断手段方向に移送するように構成する。毛状物を多数基底構造物表面に固定(植毛)すれば、毛状物は弾性により被切断物である食品の表面の形状に応じて変形し広い接触表面積が確保できる。さらに、毛状物の弾性により食品は基底構造物と直接接触することなく中空に保持され、移送・切断工程中での食品への衝撃があっても毛状物の弾性に吸収され食品の転位・変位を防止できる。かくして、本発明によれば食品の刃に対する供給姿勢・角度を安定化させることができ、切断厚み・切断形状のブレ・不揃いを効率的に防止することができる。
本発明は新規な移送方法、および移送部を有する食品の切断装置に関し多様な実施態様を包含しうる。実施の態様は図面に即して説明する。
本発明に用いられる切断部3の具体的構造について説明する。図13に無軌道作動する回転刃13aを用いる切断手段を示した。A〜Dに切断プロセスを段階的に図示した。該刃13aは移動・駆動力伝達手段14に保持され切断に必要な動作と駆動力(移動・保持・刃13の回転駆動)を与えられる。移送部2より露出された食品6を一定位置に保持して精密な切断を実施するためには図2に示すように制御部4を付設した本発明の切断装置を使用することが好ましい。本実施態様の利点は、後に示す回転円盤15aに固定した刃13cによる切断に比べて切断片の排除の衝撃が小さくできることにある。すなわち、切断後の切片の割れを大幅に減少させて歩留まりを向上できる。
図14に切断手段の別の具体例を図示した。この場合には移送部2から露出された食品6はリミッター15により停止し、所望の切断厚みを確保されたうえで刃13bにより切断される。刃13bは上からの落下運動(ギロチン式)ないしは回転軸により保持・駆動される回転運動により切断を行なう。
図15には現在最も汎用されている、回転円盤15aに固定された刃13cによる切断手段を図示した。回転円盤15aはシャフト16に保持・回転駆動されるとともに食品6の移送を止めるリミッターとしても作用する。回転円盤15aと刃13cとの間には切断厚みに対応するクリアランスが確保されており、該クリアランスは通常は回転円盤15a刃13cとの間に適宜のスペーサーを配することにより固定される。
図1は本発明の切断機の基本構成を示している。食品6を供給部3から切断機に供給する。供給は単に食品を貯えるホッパー、能動的に被切断物を掴んで供給する手段、あるいは人が掴んで挿入する受け口等、多様な形態が提案できる。食品は供給部3から移送部2により強制的に切断部1に移送され、最後に切断部1に到達し所望の形状・厚みに切断される。
図2は本発明の切断機のより高度な構成を示している。制御部4を付設し、切断部1と移送部2の作動を同期・同調させるための制御を行なう。すなわち食品6の刃13による切断の瞬間に移送部2の動きを停止させ、切断が完了するやいなや移送を再開して刃13の駆動と同期・同調させた寸動移送を制御部4により可能にする。必要ならば供給部3をも制御対象としうることは自明であろう。切断は移送ピッチを限定するリミッター15と刃13b、あるいは無軌道作動する刃13aにより実施されるが、[A.刃13bでリミッター15により停止した食品6をより精密に切断する場合に切断の瞬間に移送部2を停止させ、切断が終われば移送を再開する。B.無軌道作動する刃13aを用いる場合には、a.リミッタ15−により食品6を停止させる。b.リミッター15を用いないで制御部4よりの信号により移送部2の動きを止めることにより食品6を停止させる。]の両様の方法で切断厚みの決定が可能である。同期・同調に必要な制御部4への信号の授受は通信手段5、例えばケーブル5a,bにより行なう。もっとも最新の技術によれば赤外線・電磁波・超音波・磁気等の無ケーブル的手段によっても信号のやりとりは可能である。
制御部4を付設しない場合には、切断部1と移送部2をカム、チェイン、ベルト、クランク、歯車等の機械的手段、あるいはタイマー、リレー、シークエンサー等の電気的手段で同調・同期させうることも当業者には自明であろう。
本発明の移送部2の構成について説明する。図3には移送手段の基底構造物7を板状物7aにより構成し、この上に毛状物8を密に付設し、複数の板状物7aで食品6を取り囲むように配置した構造を示している。食品6は毛状物8により中空に、しかし弾力をもって保持されている。毛状物8の運動により食品6は切断部1方向に移送され切断される。
例えば図4に示すように毛状物8を食品6の移送方向に鋭角に配置し、板状物7aを移送方向に平行に往復運動させると、[A.移送方向へ板状物7aが運動する場合には毛状物8は食品6の表面に鋭角で突き当たり、毛状物8の先端が食品6の表面を突くために強い駆動力を伝える。すなわち食品6は移送方向に強制的に移送させられる。B.板状物が移送方向と逆方向に運動する場合には毛状物8は食品6表面に鈍角で滑走する。]つまり毛状物8の先端は食品6の表面を突くことがなく、毛状物8の茎部とのわずかな摩擦力しか伝達しない。よって食品6が移送部2内で後続の食品6によって後端を抑制されている等すれば移送されることなく同位置に止まることができる。
さらに、図5に示すように、本発明者は毛状物8を板状物7aに対して鋭角に配置した場合には相対抗して配置された板状物7aを互いに接近〜元の位置に復帰の往復振動運動を加えると食品6が移送方向へ移動することを見い出した。この原理は、毛状物8の長さ:L、相対抗する板状物7aが最大離隔しているときに食品6表面に接触している毛状物8の板状物7a表面との角度:θ、相対抗する2枚の板状物7aが最大距離を保持しているときの食品6表面と板状物7aとの最短距離:a、相対抗する2枚の板状物7a間の最大離隔と最小離隔の距離の差:r、相対抗する板状物7aが最接近したときに食品6表面に接触する毛状物8の板状物7aとの角度:θaとすると、r/2がaより大きければ相対抗する板状物7aは食品6表面と接触することなく互いにrだけ接近できる。相対抗する板状物7aが最大離隔したときの毛状物8の先端の板状物7aとの距離はL sinθ、最接近したときの毛状物8の先端の板状物との距離はL sinθaとなるので毛状物8の板状物7aとの間の距離の変化は次のように数式で表現される。
相対抗する板状物7最大離隔時の毛状物8の板状物7a上への射影の長さはL cosθ、最大接近時の毛状物8の板状物7a上への射影の長さはL cosθaとなるので毛状物8先端の移動距離xは次の数式で表現される。
以上のとおり、毛状物8の先端の移動により送りピッチxを生じ、移送が可能となる。切断厚み(切断操作ごとに必要な送りピッチ)を送りピッチxで除したサイクル数以上の振動を板状物7aに加えれば必要な移送が可能となる。この場合に前述の理由により毛状物8の先端の食品6表面への往復運動での当たりの状態の差で移送方向への力が優先して逆送が回避できる。
さらに本発明では毛状物の平行・垂直の混合した運動、すなわち0〜90°の位相角度の相対抗する板状物7aの振動、あるいは移送方向への板状物7aの回転振動によっても移送動作を行なえる。この原理も毛状物8の先端が鋭角で食品6の表面を突く場合のみに移送する駆動力が食品6に伝わり、鈍角で接触する場合には毛状物8の茎部が食品6の表面を滑走することによる。
本発明の移送手段は別の形態を採用することもできる。図6に回転ローラー9の表面に毛状物8を配置した構造を示した。図7に示すように回転ローラー9は複数個、相対抗して食品6を取り囲むように配置することが好ましい。毛状物8が充分な長さを有すれば、食品6がリミッターにより移送を停止され、回転ローラー9が停止することなく移送運動を続けても毛状物8の弾性変形によりローラー9の駆動力を吸収し、食品6への無理な力の伝達をブロックして切断での食品6の変位・転移を防止することができる。なお、毛状物8の移送力を高めたい場合にはローラー9に対する配置角度を鋭角に、弱めたい場合には直角ないしは弱い鈍角に配置すればよい。
本発明の移送手段にはさらに別異の実施態様も提案できる。図8にシャフト10の表面に螺旋状に毛状物を配置し、シャフト10を螺旋の進行方向に回転させることにより食品6を移送する断面図を示した。この場合に図9にあるようにシャフト10を相対抗して食品6を取り囲むように配置すれば移送は効果的に実施できる。毛状物8の配置角度は前述のとおり所望の送り駆動力の強さに応じて調整することができる。この場合にも食品6が切断され静止している時のシャフト10の移送の駆動力は、毛状物8の長さと弾性により吸収・ブロックすることができる。
本構成の場合には食品は回転しながら移送されるが、図10に示すように食品6の移送方向に対する刃13の切断角度を非直角とすることにより一定の切断モードを維持したササガキ切り、角切り、乱切りが可能となる。このような食材の切断についての発想は従来なかった。
現在、移送手段として広く用いられている、相対抗する無端コンベアーも本発明で採用することが可能である。すなわち、図11に示すように無端コンベアー11を駆動ドラム12等により移送し、無端コンベアー11表面に充分な長さの毛状物8を多数配置すれば、毛状物8により食品6は中空に保持され、無端コンベアー11表面と直接触れることなく、さらに毛状物8の適度の変形により食品6のかなりの表面積に接触して転移・変位を防止しながら移送することができる。図12に大根・人参・牛蒡・芋等の根菜の裁断に適するように、複数の無端コンベアー11を相対抗して配した本発明の移送手段の断面図を示した。毛状物8の配置角度については前述のとおりに配慮すれば良い。
本発明は食品加工産業での切断工程、あるいは食品用の切断機の製造業において利用可能である。
1 切断部
2 移送部
3 供給部
4 制御部
5 通信手段
6 食品
7 基底構造物
7a 基底構造物のひとつの態様としての板状物
8 毛状物
9 ローラー
10 シャフト
11 無端コンベアー
12 駆動ドラム
13 刃
14 無軌道作動する回転刃の移送・駆動力伝達手段
15 リミッター
15a リミッター機能を有する回転円盤
16 シャフト
2 移送部
3 供給部
4 制御部
5 通信手段
6 食品
7 基底構造物
7a 基底構造物のひとつの態様としての板状物
8 毛状物
9 ローラー
10 シャフト
11 無端コンベアー
12 駆動ドラム
13 刃
14 無軌道作動する回転刃の移送・駆動力伝達手段
15 リミッター
15a リミッター機能を有する回転円盤
16 シャフト
Claims (14)
- 基底構造物上に毛状物を固定し、該基底構造物とほとんど接触しないように該毛状物の表面上に食品を保持し、切断手段方向に移送しながら切断手段により切断することを特徴とする食品の切断方法。
- 基底構造物の表面に毛状物を切断手段方向に鋭角に固定し、該基底構造物を振動させることにより食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする請求項1記載の食品の切断方法。
- 基底構造物をローラーにより構成し、該ローラーを食品の移送方向に回転させ、食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする請求項1記載の食品の切断方法。
- 基底構造物をシャフトにより構成し、該シャフトの表面に螺旋状に毛状物を固定し、該シャフトを食品の移送方向に相対抗して配置し、螺旋の送り方向に回転させ、食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする請求項1記載の食品の切断方法。
- 基底構造物をシャフトにより構成し、該シャフトにより食品を切断手段方向に移送し、切断手段の食品の移送方向に対する切断角度を非直角として、ササガキあるいは相対抗する辺が平行でない多面体に切断することを特徴とする請求項1、4記載の食品の切断方法。
- 基底構造物を無端移送手段により構成し、該無端移送手段を相対抗して配置し、食品を切断手段方向に移送しながら切断することを特徴とする請求項1記載の食品の切断方法。
- 刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品が基底構造物の表面にほとんど接触しない程度に毛状物が密に固定された、相対抗する基底構造物と、食品を切断部の方向に移送するように該基底構造物を駆動する駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置。
- 刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品がローラーの表面にほとんど接触しない程度に、毛状物が密に固定された、相対抗するローラーと、食品を切断部方向に移送するように該ローラーを駆動する駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置。
- 刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品がシャフトの表面にほとんど接触しない程度に、毛状物が螺旋状に固定された、相対抗するシャフトと、食品を切断部方向に移送するように該シャフトを螺旋の送り方向に回転させる駆動手段より構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成することを特徴とする食品の切断装置。
- 食品の移送方向に対して非直角の切断角度を有する刃を具備する切断部を構成要件とすることを特徴とする請求項9記載の食品の切断装置。
- 刃と該刃を切断駆動させる駆動手段より構成される切断部、食品が無端移送手段の表面にほとんど接触しない程度に、毛状物が固定された、相対抗する無端移送手段と、食品を切断部方向に移送するように該無端移送手段を駆動させる駆動手段から構成される移送部、食品を移送部に供給する供給部より構成されることを特徴とする食品の切断装置。
- 食品の移送ピッチを限定するリミッター、該リミッターから一定距離で切断作動する刃からなる切断部を具備することを特徴とする請求項7〜11記載の食品の切断装置。
- 無軌道作動する回転刃、該回転刃を移送・回転する移送・駆動力伝達手段より構成される切断部を具備することを特徴とする請求項7〜12記載の食品の切断装置。
- 切断部、移送部の作動を同調・同期するための制御部と、制御のための信号を授受するための通信手段を具備することを特徴とする請求項7〜13記載の食品の切断装置。
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A072 | Dismissal of procedure |
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