JP2006051582A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周辺の温度上昇を抑制して刃物を加熱する。
【解決手段】 回転する円形の丸刃５を設けたパン切断装置１において、温度制御によって丸刃５を非接触で加熱する加熱コイル４１と、パンＰを切断するために矢印方向Ｄへ往復移動する往復送り機構Ｓと、パンの切断厚を設定・調整する厚さ調整機構Ｔと、厚さ調整機構Ｔの移動と連動しパンＰを切断側に順に送り出す押出機構Ｕとを備えている。加熱コイル４１は、丸刃５の刃面及び刃先５ａを加熱するものであり、刃先５ａに沿って略円弧状に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パンや食肉等の各種物品を切断するための回転する刃物を備えた切断装置に関する。

例えば食パン１斤を６〜８枚程度にスライスする場合においては、職人が包丁で切る方法とパン切断装置を使用する方法とがある。職人が包丁で切るのは煩雑であり効率が悪いため、迅速または大量に切るにはパン切断装置を用いることが一般的である。パン切断装置は、例えば糸鋸形状の刃物を有する装置と、回転する円盤状の刃物を有する装置とがある。
食パンのスライスに際して、焼きたてパンを冷まして硬くなるまで待って切断する方法は、時間がかかるうえ、パンの味が落ちるため消費者の要求に合わない。よって、焼きたて後の早い時間にパンを切断する必要がある。しかし、焼きたての熱いパンは、通常中身が柔らかい状態となっており、この時に切断するとパンの切断面が崩れるなど均等な厚さできれいに切ることが難しい。
焼きたてのパンをパン切断装置によってきれいに切断するためには、刃物の刃先を十分に研いで切断するか、刃物の刃先を加熱するなどの方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、パンを切断するときにパン素材に含まれるグルテンが刃物に付着するが、刃物を加熱することにより付着を防止できる。これらのことから、柔らかいパンの切断に際して、刃物の刃先を加熱する方法が有効となっており、刃先に必要な最適温度は８０℃から１２０℃とされている。
刃物の加熱方法は、ニクロム線やバーナー等の熱を刃物に当てて加熱する方法がある。
実開平７−２７７９６号公報

しかしながら、従来の刃物の加熱方法によると、加熱される刃物の温度管理が難しく、加熱効率も低いためランニングコストが大きくなる。また、可動する刃物を有するパン切断装置に従来の加熱手段を装備することは、装置が大型化するうえ、効率よく加熱できないという問題があった。
さらに、これらの加熱手段によると、刃物だけでなく加熱手段に接する周囲の空気を温めてしまうため、パン切断の作業場周辺が高温となり、作業環境が悪化するという問題がある。

本発明は、上記した従来の問題を考慮して、周辺の温度上昇を抑制し刃物を加熱して切断できるようにした切断装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転する刃物を設けた切断装置において、刃物を非接触で加熱する電磁誘導加熱手段を設けたことを特徴としている。
本発明による切断装置では、電磁誘導作用で発生するジュール熱により、周辺の温度上昇を抑えて磁場範囲にある回転する刃物を加熱することができる。

電磁誘導加熱手段は、刃物の刃先を加熱することが好ましい。
本発明による電磁誘導加熱手段では、物品を切断する刃先を加熱することで効率的な加熱処理と切断作用を発揮できる。

刃物は円形とされ、電磁誘導加熱手段は刃物の刃先に沿って略円弧状に形成されていることが好ましい。
本発明による電磁誘導加熱手段は、刃先の切断領域以外の部分を加熱できると共に刃物の回転軸に干渉することなく取り外しできる。

本発明に係る切断装置によれば、電磁誘導加熱手段では刃物だけが加熱され周囲の空気は温められないため、パン切断の作業場周辺の温度上昇が抑えられ、作業環境が良好となる。しかも、加熱効率が良いためランニングコストが小さく、装置の大型化を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態による切断装置について、図面に基づいて説明する。図１、図２はそれぞれ本発明の実施の形態による電磁誘導加熱手段を設けたパン切断装置の平面図、正面図、図３は図１に示すパン切断装置のＡ−Ａ線断面図、図４は同じくＢ−Ｂ線断面図である。
パン切断装置１は、例えば食パンの場合、一斤を６〜８枚程度の等分にスライスして切断する。図１より、パン切断装置１は、回転する刃物によりパンＰを切断する切断機構Ｒと、パンＰを切断するために矢印方向Ｄへ往復移動する往復送り機構Ｓと、パンの切断厚を設定・調整する厚さ調整機構Ｔと、厚さ調整機構Ｔの移動と連動しパンＰを切断側に順に送り出す押出機構Ｕと、温度制御によって刃物を非接触で加熱する電磁誘導加熱手段を備えた電磁誘導加熱機構Ｖとから構成されている。

切断機構Ｒについて、図１、図２に基づいて説明する。
パン切断装置１は、ベース架台２と、ベース架台２に垂直に固定された支持台３に丸刃回転軸４を軸受けされて回転する円盤形状の丸刃５と、丸刃５に回転動力を伝達するために支持台３に取り付けられた丸刃駆動用モータＭ１を備えている。丸刃駆動用モータＭ１は、モータ回転軸６が支持台３に直交する方向に取り付けられている。図１に示すように、丸刃駆動用モータＭ１のモータ回転軸６は、支持台３を回転可能に貫き、その先端にモータ側プーリ７が備えられている。
周縁部に円形の刃先５ａを設けた丸刃５は、支持台３に平行に設けられ、丸刃５の丸刃回転軸４は支持台３に直交し軸受８により支持されている。丸刃５は、円形部材９を介して丸刃回転軸４に取り付けられ、丸刃回転軸４には丸刃側プーリ１０が設けられている。モータ側プーリ７と丸刃側プーリ１０は、駆動ベルト１１によって繋がれ、丸刃駆動用モータＭ１の回転動力は丸刃側プーリ１０を介して丸刃５に伝達される。

次に、往復送り機構Ｓについて、図１、図３、図４に基づいて説明する。
往復送り機構Ｓは、図１、図４に示すように切断位置にパンＰを収容する供給トレイ１２が設けられている。供給トレイ１２は、縦長で上面が開放されたみぞ形状で、長手方向の両端面が開放されている。供給トレイ１２は、長手方向が丸刃５の回転面に直交して配置され、丸刃５の回転中心がパンＰの略中心と同程度の高さに据えられている。供給トレイ１２の内側の面は、図４に示すように時計回り方向に傾斜した傾斜側面１２ａと傾斜下面１２ｂとを有し、傾斜側面１２ａに対向する面に内側面ガイド１２ｃを有している。傾斜側面１２ａと傾斜下面１２ｂには、供給トレイ１２の長手方向にパンＰを送り出すように回転するローラ１３が各面に二列ずつ設けられている。
また、往復送り機構Ｓは、ベース架台２上に供給トレイ１２の長手方向に直交して互いに平行な二列のレール台１４を備え、各レール台１４の上面に案内レール１５が固定されている。二列の案内レール１５の間に配置される送り用モータＭ２は、回転軸が案内レール１５に平行となるようにベース架台２に固定されている。送り用モータＭ２の回転軸には、ボールネジ１６ａを連結し、ボールネジ１６ａの両端はベース架台２に固定された軸受１７によって支持されている（図３、図４参照）。
供給トレイ１２の外側下面には、二列の案内レール１５に沿って摺動する二箇所の可動部材１８と、両可動部材１８の中間に取り付けた継手部材１９とを備えている。継手部材１９には、ボールネジ１６ａに噛合するメネジ部１６ｂが固着されている。これによって、供給トレイ１２は、送り用モータＭ２の正逆回転により図１に示す左右方向に往復移動する。

次に、厚さ調整機構Ｔについて、図１、図２に基づいて説明する。
丸刃５の延長線上には図１に示す二点鎖線のパン切断線Ｌがある。
図１より、厚さ調整機構Ｔは、ベース架台２に固定されパン切断線Ｌに直交する方向に回転軸がある厚さ調整用モータＭ３と、厚さ調整用モータＭ３の回転軸に取り付けられ回転動力が伝達されるボールネジ２０ａとを備えている。ボールネジ２０ａと直交する平板形状の支持プレート２１には、ボールネジ２０ａに噛合するメネジ部２０ｂが固着し、ボールネジ２０ａに案内されてＥ方向に移動可能に支持されている。厚さ調整用モータＭ３の回転軸は、ベース架台２に固定された軸受２２によって回転可能に支持されている。
供給トレイ１２に収容したパンＰの先端を当接させて切断位置に決める平板上の当て板２３は、丸刃５の裏面側に位置し、箱形の接続部材２４を介して支持プレート２１に固定されている。当て板２３は、厚さ調整用モータＭ３の正逆回転により、パン切断線Ｌと図１の二点鎖線との間を往復移動し、この往復移動する範囲にある空間２５が、パンＰの切断厚を調整する範囲となる。
また、支持プレート２１には、支承されているボールネジ２０ａの両側に、ボールネジ２０ａと平行する二本のロッド２６の先端が固定されている。ロッド２６は、ボールネジ２０ａと平行な方向にスライド自由にロッド本体２７に軸受けされ、ロッド本体２７はベース架台２に固定されている。
切断された一枚のパンＰは、往復送り機構Ｓの送りと共に、パン切断線Ｌと当て板２３との隙間には、丸刃５で切断された１枚のパンを案内するパンガイド２８が設けられている。平板状のパンガイド２８は、丸刃５と当て板２３との境を中心に、図１の平面視で丸刃５に対して鋭角をなすようにベース架台２に垂直に設けられている。

次に、押出機構Ｕについて、図１、図２、図３に基づいて説明する。
供給トレイ１２は、図１に示す右側面に長方形平板形状の側面支持ベース２９を備えている。図３より、側面支持ベース２９上には、長手方向にボールネジ３１ａが備えられ、その両端は側面支持ベース２９に固定された軸受３０により支持されている。また、側面支持ベース２９の長手方向に案内レール３２が設けられ、案内レール３２には長手方向に沿って図３の矢印方向Ｇに往復移動する可動継手３４を有している。可動継手３４は、継手部材３３を介してボールネジ３１ａに噛合するメネジ部３１ｂを連結している。継手部材３３の上端部に固定された張出部材３５は、供給トレイ１２の上部よりパンＰを収容する内部側に進入し、その先端には平板状の押出ガイド３６を備えている。押出ガイド３６は、パンＰの後端を当て板２３側に押し込む。
ボールネジ３１ａの図３に示す右先端には、ネジ側プーリ３７が備えられている。ネジ側プーリ３７は、押出用モータＭ４の回転軸に備えられたモータ側プーリ３８から駆動ベルト３９を介して回転動力が伝達される。押出用モータＭ４は、厚さ調整用モータＭ３の正回転時に連動し、当て板２３が一枚のパン厚の長さをＥ方向に移動すると同時に、押出ガイド３６も当て板２３側に同じ移動量だけ移動する。移動した当て板２３がパン切断線Ｌに戻るときの移動時、すなわち厚さ調整用モータＭ３の逆回転時には、押出用モータＭ４は厚さ調整用モータＭ３と連動しない。
また、ベース架台２には電線接続部材４０の一方が固定され、他方が供給トレイ１２の下部に取り付けられることにより押出用モータＭ４に電気を供給する。

次に、電磁誘導加熱機構Ｖについて図５、図６、図７、図８に基づいて説明する。図５は電磁誘導加熱機構Ｖの加熱コイルの平面図、図６は図５に示す加熱コイルのＣ−Ｃ線断面図、図７は同じく側面図、図８はパン切断装置における温度制御回路図である。
電磁誘導加熱機構Ｖは、電線が渦巻状に複数回巻かれた略円弧状の加熱コイル４１（電磁誘導過熱手段）を備え、加熱コイル４１は樹脂成形材料などの絶縁材料により被覆されている。
支持台３の丸刃５側に、樹脂製の絶縁材からなる絶縁平板４２が取り付けられ、加熱コイル４１は絶縁平板４２の丸刃５側の面に備えられている。よって、加熱コイル４１は、丸刃５に接触しない近接した位置に配置される。丸刃５が加熱コイル４１によって加熱される範囲は、図５に示すように丸刃５の円形の刃面及び刃先５ａの略半円分となる。加熱コイル４１は、丸刃５の外周より外径が大きく設けられ、少なくとも刃先５ａを加熱するように対向して配置される。しかも、加熱コイル４１は、刃先５ａによるパン切断領域から外れた位置に配置する。
また、図８に示すように電磁誘導加熱機構Ｖは、加熱された丸刃５の刃先５ａ付近の加熱温度を非接触により感知する温度センサ４３と、加熱コイル４１を温度制御する制御盤４６から構成されている。制御盤４６は、加熱コイル４１に通電する時間を変化させるインバータ４４と、温度サンサ４３により感知した丸刃５の温度情報を取り込み、インバータ４４をオン−オフ制御することで丸刃５の温度を所定の範囲内に調節する制御装置４５とを収容している。図７に示すように温度センサ４３は、丸刃５の刃先５ａに非接触で近い位置に備えられる。加熱コイル４１を形成する電線は、加熱コイル４１より延長されインバータ４４に繋がれている。

本実施の形態によるパン切断装置は上述の構成を備えており、次に、パンの切断方法について、図に基づいて説明する。
パンＰは供給トレイ１２の上部から供給し、セット状況を確認した後、パンＰの切断作業が開始される。ここで、供給トレイ１２は、内側面の傾斜側面１２ａと傾斜底面１２ｂと側面ガイド１２ｃによって、パンＰの位置が固定され、切断時にパンＰがずれることを防止する。また、供給トレイ１２の内側にローラ１３が設けられていることで、供給トレイ１２にあるパンＰが当て板２３に押し当てられるまで、パンＰがスムーズに移動できる。
切断される一枚分のパン厚は、厚さ調整機構Ｔにある厚さ調整用モータＭ３の回転数を設定することにより厚さ管理できる。当て板２３の初期位置は、設定されるパンＰの厚さに応じてあらかじめ調整し、丸刃５との距離を設定する。
はじめに、当て板２３が図１の矢印方向Ｅに移動すると同時に、押出ガイド３６がパンＰの先端面を図１の二点鎖線に設定した当て板２３に当接するまで押し込む。パンＰの切断範囲は、パン切断線Ｌと当て板２３の面に挟まれた空間２５に進入している部分となる。

次に、電磁誘導加熱機構Ｖの作用について図５、図６、図７、図８に基づいて説明する。
図５より電磁誘導加熱手段である加熱コイル４１を形成している電線に通電すると励磁され、加熱コイル４１の面に対して直交方向に磁場が発生し、磁場範囲にある丸刃５の刃面及び刃先５ａがジュール熱により加熱される。図５、図６より、加熱コイル４１は略円弧状であり、丸刃５は片側半円分だけが加熱コイル４１と重なって加熱範囲となるが、丸刃５の回転により丸刃５は全周にわたって加熱された状態を維持できる。ここで、加熱コイル４１の樹脂平板４２側は絶縁材料であるため、支持台３の側が加熱されることはない。
図８より、温度センサ４３によって感知された丸刃５の温度情報は、制御装置４５に取り込まれ、丸刃５の温度がパンＰを切断するための適正温度となるようインバータ４４の電源をオン−オフ制御する。これにより、インバータ４４から加熱コイル４１に送られる通電時間を変化させることができ、丸刃５の加熱温度を調整する。

次に、パン切断が開始されると、同時に丸刃駆動用モータＭ１が回転し、丸刃５はパンＰを上から押さえながら切る方向、すなわち図４の矢印方向Ｆに回転する。丸刃５は切断位置が固定されているため、往復送り機構Ｓの送りによって、供給トレイ１２が図４に示す二点鎖線の位置まで移動することで、加熱状態の丸刃５で一枚のパンが切断される。切断されたパンＰは、パンガイド２８に沿って当て板２３の外側に切り出される。この場合、刃先５ａが適度に加熱されているので、グルテンが付着することはない。

一枚目のパンを切断後、供給トレイ１２が図４に示す二点鎖線の位置にあるときに、送り用モータＭ３の逆回転により当て板２３がパン切断線Ｌの位置に戻る。送り用モータＭ３の逆回転時には押出用モータＭ４とは連動しないため、押出ガイド３６は移動せず停止している。
供給トレイ１２が図４の右方向に移動し元の位置に戻ると、再び当て板２３と押出ガイド３６が連動して図１に示す下方に移動し、次に切断されるパンＰが空間２５に進入して当て板２３に当接する。そして、一枚目のパンの切断手順と同様に二枚目の切断が開始される。これらの手順によって、切断枚数分の回数だけ切断を繰り返す。切断作業が進むと供給トレイ１２に残っているパンＰの厚みが薄くなり、押出ガイド３６は当て板２３側に移動してくる。供給トレイ１２にあるパンＰの切断が全て終了すると、押出用モータＭ４が逆回転し、押出ガイド３６は開始位置に戻る。

上述のように実施の形態によれば、加熱コイル４１を使用した電磁誘導加熱によって、回転体である丸刃５を非接触で加熱することができる。しかも丸刃５にパンが付着することがなく、焼きたての熱いパンをきれいに切ることができる。
電磁誘導加熱は、金属である丸刃５のみが加熱対象であり、加熱コイル４１に接する空気を温めないため、切断作業周辺の温度上昇を抑えることができ作業環境が良くなる。そして、電磁誘導加熱は、加熱効率が高くランニングコストを小さくすることができる
また、加熱コイル４１は略円弧状であるため、丸刃回転軸４に干渉することなく丸刃５を加熱できる位置に取り付けできる。よって、加熱コイル４１の取り外しが容易となる。しかも、装置の大型化を抑制できる。

以上、本発明に係る切断装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記した実施の形態ではパンの切断装置としているが、切断対象はパンに限定されることはなく食肉等でもよい。また、実施の形態では加熱対象が丸刃５となっているが、この刃の形状に限定されるものではなく、回転する刃物であって加熱が必要とされるものであればよい。
さらに、加熱コイル４１の形状も任意であり、回転する刃先を加熱すればよい。

本発明の実施の形態によるパン切断装置の平面図である。 図１に示すパン切断装置の正面図である。 図１に示すパン切断装置のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すパン切断装置のＢ−Ｂ線断面図である。 実施の形態によるパン切断装置に関するものであって、図２に示す加熱コイルの平面図である。 図５に示す加熱コイルのＣ−Ｃ線断面図である。 図５に示す加熱コイルの側面図である。 実施の形態によるパン切断装置における温度制御回路図である。

符号の説明

１ パン切断装置
２ ベース架台
３ 支持台
５ 丸刃（刃物）
１２ 供給トレイ
２３ 当て板
３６ 押出ガイド
４１ 加熱コイル（電磁誘導加熱手段）
４３ 温度センサ
４６ 制御盤
Ｍ１ 丸刃駆動用モータ
Ｍ２ 送り用モータ
Ｍ３ 厚さ調整用モータ
Ｍ４ 押出用モータ
Ｐ パン
Ｓ 往復送り機構
Ｔ 厚さ調整機構
Ｕ 押出し機構
Ｖ 電磁誘導加熱機構

Claims (3)

1. 回転する刃物を設けた切断装置において、前記刃物を非接触で加熱する電磁誘導加熱手段を設けたことを特徴とする切断装置。
2. 前記電磁誘導加熱手段は、前記刃物の刃先を加熱することを特徴とする請求項１に記載された切断装置。
3. 前記刃物は円形とされ、前記電磁誘導加熱手段は前記刃物の刃先に沿って略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載された切断装置。
   
   

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