JP2008073846A - 食品切断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】垂直方向に供給される食品を水平に切断する食品切断装置においてハウジング部材が正しく取付けられていないとき切断デバイスへの動作を停止する手段を提供する。
【解決手段】切断ホイール12の上方の送りチューブ22の内部通路を通って切断ホイールに供給される下方に移動する食品に力を加え、送りチューブの第1の壁に対して押しつける。送りチューブはオーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有するように通路を構成して製品の流れを向上させている。切断ホイールを駆動させるための電力が投入される前に切断ホイールが適切な位置に無いときに切断手段への電力供給行うキー20がスイッチ64に入らないようにする構造とする。
【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2002年10月7日に出願された米国仮出願第60/416,653号に基づく優先権を主張している。また、本出願は、2003年6月4日に出願された同時係属の米国特許出願第10/250,113号、および2002年2月4日に出願された同時係属の米国特許出願第10/072,494号に関連し、これらの出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、食品の切断、特にスライスに使用される切断方法および装置に関する。
より詳細には、本発明は、実質的に水平方向の切断面を有する切断デバイスを装備する装置に関し、この装置は、安定化された食品を切断デバイスに供給し、切断デバイスが当該装置に適切に設置されない限り、切断デバイスへの電力の供給が防止される。
共に譲渡された米国特許出願第10/072,494号および第10/250,113号は、食品を水平方向切断ホイールへ供給するための方法と装置を開示しており、これによれば、食品は、適切に方向づけられ、かつ、安定化されて、均一の厚みのスライス製品が製造される。この水平方向切断ホイールは、筐体内に収容され、この筐体にはシュートが形成され、このシュートの下端を出口として、スライスされた食品が当該装置より送り出される。筐体は、筐体内の切断ホイール駆動用のモータへの電気配線を収容するフレームによって支持される。複数の送りチューブは、切断ホイールに略垂直に取り付けられ、かつ、各送りチューブは、製品(例えば、丸い、および/または、細長いポテト)を、切断ホイールに一列で送るサイズとなっている。
各送りチューブは、好ましくは、チューブの壁に取り付けられたノズルによって放出される複数のウォータジェットのような手段を備えることが好ましい。米国特許出願第10/072,494号によれば、ノズルから放出されるジェットが該ノズルに対向する送りチューブの壁の近傍で交差するように、ノズルはペアで配置されるのが好ましい。また、米国特許出願第10/250,113号では、ジェットが切断ホイールの表面に衝突するようになっている。いずれの場合でも、ジェットを切断ホイールに向けて下方に傾斜するように方向づけて、製品を安定化することを補助し、また、チューブを通る製品を下方に送ることを補助するように、ノズルは調節される。
米国特許出願第10/250,113号によれば、滑らかな(非スプライン状)送りチューブは、製品の詰まりを減少させる。滑らかな送りチューブに、切断ホイールに対して丸いポテトを捕捉して中心に位置させる滑らかなテーパー状のフレアを備えてもよい。このフレアがチューブの全径を満たさないようにして、チューブの開口を、非対称としてもよい。あるいは、滑らかな送りチューブに、段付きの(リブが設けられた)テーパー状フレアを備えてもよい。米国特許出願第10/250,113号の任意の態様によれば、送りチューブにスプラインを備えることによって、製品を安定化させることができる。スプライン状送りチューブに、フレアが設けられていない開口、滑らかなテーパー状フレア、あるいは段付きの(リブが設けられた)テーパー状のフレアを備えてもよい。
また、米国特許出願第10/250,113号は、交換用のツールを必要としない切断ホイールの取付けを開示している。切断ホイールは、上部ハウジングと下部ハウジング内のホイールサポートとの間に捕捉されており、上部ハウジングと下部ハウジングにより、切断ホイール用の筐体が形成されている。上部ハウジングは、フレームに取り付けられたクランクによって、下部ハウジングに対して昇降し、クランクの操作を通じて上部ハウジングにより力が加えられることにより、切断ホイールは所定位置に保持される。
米国特許出願第10/072,494号および第10/250,113号に開示された装置は、水平方向の切断ホイールに対して、丸く細長い食品を垂直に送ることにより、均一の厚みのスライス製品を製造することができるが、さらなる改良が望まれている。
本発明は、実質的に垂直方向に供給される食品を実質的に水平に切断するための切断手段を備える食品切断装置を提供する。食品は、切断手段の上方に設けられた、少なくとも一つの送り部材を通して供給される。送り部材は、食品を切断手段に供給するために、切断手段に近接して開口を形成した内部通路を備える。内部通路は、送り部材の正対する第1と第2の壁によって形成され、当該装置は、切断手段が、食品を実質的に水平に切断している時に、送り部材の第1の壁に食品を押し付けるように、内部通路を下方に移動している食品に対して力を加える手段を備える。
本発明の第1の態様によれば、第1と第2の壁の各々は、内部通路を横切る曲率半径を有し、第1の壁の曲率半径は、第2の壁の曲率半径の中心からオフセットされた(ずらされた)中心を有し、内部通路は、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有する。本発明の第2の態様によれば、切断手段は、当該装置の下部ハウジング部材内に収容され、この装置の上部ハウジング部材は、切断手段の上方に位置される。上部ハウジング部材は、切断手段に対する第1と第2の位置を有し、上部ハウジング部材が、その第1の位置にある場合には、該上部ハウジング部材は、下部ハウジング部材と係合し、下部ハウジング部材内に切断手段を固定するためのクランプ負荷を切断手段に加える。上部ハウジング部材が、その第2の位置にある場合には、該上部ハウジング部材は、下部ハウジング部材から係合解除され、切断手段へのクランプ負荷を解放する。さらに、該装置は、上部ハウジングが、その第1の位置にない場合には、電流が切断手段に流れることを防止する手段を含む。
上記のように構成された食品切断装置は、製品の流れを向上させ、かつ、安全性の向上を図れる。前者は、本発明の第1の態様に従って構成される送り部材により達成され、他方、後者は、切断手段を駆動するための電力が投入される前に、切断手段を適切に固定させ、かつ、電力が供給されている間は、切断手段へのアクセスの防止を確実にすることによって達成される。この点で、本発明は、米国特許出願第10/072,494号および第10/250,113号に開示された方法と装置に対する改良を提供する。
本発明の他の目的と効果は、以下の詳細な説明により明らかにされる。
図1から図5は、複数のブレードを備える水平切断ホイール12と、ポテトのような製品をスライスするために供給するために、ホイール12の上方に取り付けられた送りチューブ22とを有する切断(スライス)機10の一部を示す。各送りチューブ22は、製品(例えば、丸い、および/または、細長いポテト)を切断ホイール12へ一列で送るサイズの内部通路24を有する。図2に示すように、かつ、同時係属の米国特許出願第10/072,494号に従って、各送りチューブ22は、チューブ22の第1の壁26に対して製品を保持するために流体(例えば、水)ジェット52を放出するノズル58を装備する。これらのノズル58は、第1の壁26に正対するチューブ22の第2の壁28に、二つ以上の組で配置されるのが好ましく、各ノズルセットは、ノズル58に対向する第1の壁26に向かって収束するジェット52を生成する。切断ホイールブレードが、第1の壁26に向かう方向へ移動しながら、チューブ開口54の下を通過した切断ホイールブレードの出口点の直上で、かつ、第1の壁26、または、その近傍で、ジェット52が交差することが好ましい(図2)。2セットのノズル58(一方のセットが他方のセットの上方に位置するように垂直方向に離間している)が、本発明の好適な実施の形態に従って、図2に示されている。好ましくは、送りチューブ22に、またはその近傍に配置したマニホルド60より流体がノズル58に送られるようにして、すべてのノズル58において、実質的に同じ圧力がかかることをより確実ならしめる。
各送りチューブ22内のウォータジェット52は、チューブ22の第2の壁28に対して45°未満の角度で、切断ホイール12に向かって下方に方向づけられる。従って、図面に示されるように、垂直方向に向けられたチューブ22では、ジェット52は、垂直方向から45°未満の(水平方向から45°より大きい)角度で下方に向けられる。各ジェット52の好適な角度は、垂直方向から約25°(水平方向から約65°)である。この向きは、ノズル58の各セットが二つの流体ジェット52を生成したときに、送りチューブ22を通過する製品の安定化と送りの向上を図ることが見出されている。実際に、対となるノズル58が約3.96mm(約0.156inch)のオリフィス直径を有し、かつ、約0.2〜0.5MPa(約30〜70psi)、好ましくは、0.2〜0.3MPa(約30〜40psi)の圧力の水が供給される場合に良好な結果が得られた。約2.74mm(約0.108inch)のオリフィス直径を有する一セット3個のノズル58が同様の結果を生ずると考えられる。特に、安定性と製品送りについては、垂直方向から45°を超える(水平方向から約45°未満の)角度のジェットを開示する米国特許出願第10/072,494号に開示されたチューブと比較して、図2と図3に示されるように構成されたチューブ22では改良が施されている。
図3に示すように、本発明の他の実施形態は、各送りチューブ22の内部通路24が、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される。より具体的には、各チューブ22の通路24を形成する第1の壁26と第2の壁28のそれぞれの曲率半径(Rd)の中心は、通路24を横断する方向に互いにオフセットされた2つの軸線上に位置している。その結果、通路24は、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有し、壁26と壁28の交点には長手方向のリッジ(隆起)30が存在することになる。曲率半径Rdは、壁26と壁28について同じであることが好ましい。実際に、曲率半径Rdを、約54mm(約2.125inch)とし、中心間のオフセット量を約8mm(約5/16inch)とすることによって、適切な結果が得られた。
また、図2と図3に示されるように、各チューブ22には、切断ホイール12に近接するチューブ22の開口54を形成する下端に、滑らかなテーパー状フレア56を形成するとよい。図3に示されるように、フレア56は、連続的に形成されるが、チューブ22の第1の壁26内に制限されており、その結果、チューブ22の開口54は、非対称となっている。フレア56の有する、内部通路24を横断するその曲率半径は、開口54に向かうにつれて増加しており、よって、フレア56によって形成される開口54の一部は、チューブ22の第2の壁28によって形成される開口54の一部よりも、大きな曲率半径を有する。図2と図3に示すように構成されたテーパー状のフレア56の存在により、切断ホイール12に対する丸いポテトのトラッピング(捕捉)とセンタリングが改善され、均一の厚みのスライス製品を製造できるようになる。フレア56とリッジ30のほか、各送りチューブ22の通路24の内表面を滑らかで、かつ、非スプラインとして、チューブ22内で製品の詰まりを減少させることが好ましい。一方、米国特許出願第10/250,113号に従うスプラインおよび/または段付き(リブが設けられた)テーパー状フレアを有する送りチューブ22を、必要に応じて、本発明に適用し、製品安定性の促進および/または製品のローリングの減少を図ってもよい。
図1、図4および図5は、ツールを使用することなく、切断ホイール12を除去および設置することができる、本発明による好適な機構を示している。米国特許出願第10/250,113号で検討され、図1に概略的に示しているように、切断ホイール12は、移動可能な上部ハウジング(蓋)32と、切断機10の下部ハウジング34内でホイール12が取り付けられるホイールサポート36の間に、トラップ(捕捉固定)される。ホイール12の中心ハブ(図示せず)に嵌合されるベアリングキャップ38を介して、蓋32により切断ホイール12にクランプ力が加えられる。蓋32は、下部ハウジング34の周縁部に形成された環状凹部40に支持される。蓋32がクランク14により下部ハウジング34に降下されたときに、蓋32と下部ハウジング34との位置合わせをよくするために、蓋32と凹部40の両方は、互いに整合するテーパー状の周縁を有することが好ましい。切断ホイール12を下部ハウジング34内に位置させ、切断ホイール12を捕えるために、クランク14の操作によって下部ハウジング34に蓋32が押し付けられると、蓋32の中心が規定の距離だけ下方に反るようにするとよい。
切断機10は、不適切に使用されたり、紛失する可能性のあるツールおよび永久締着具を使用することなく、何度でも、クランプ負荷により継続的に固定される切断ホイール12と共に操作されることが望ましい。また、切断ホイール12が回転している時に、人が負傷することを避けるために、切断機10は、操作中に解放されたり、アクセスされることができないようにすることが望ましい。さらに、切断機10の切断ゾーンには、機械的設計を複雑にし、かつ、将来的にメンテナンスの問題を課す、電気的コンポーネントおよび接続部がないことが好ましい。このため、図1、図4および図5に示されるように、蓋32を下部ハウジング34に対して押し付け、切断ホイール12を固定するために加えられる力を、フレーム脚46上に支持された上部および下部フレーム部材42、44内に収容されているスクリュー(図5で参照番号62)によって生じさせるように、切断機10には対策が施されている。図1,図4および図5に示すように、蓋32は、上部フレーム部材42から伸長するアーム48に固定され、他方、下部ハウジング34は、下部フレーム部材44から伸長するアーム50に固定されている。下部フレーム44は、脚46上で旋回するように構成され、他方、上部フレーム部材42は、スクリュー62の動作を介して、下部フレーム部材44に対して上昇および下降するように構成される。このようにして、蓋32は、下部ハウジング34に対して上昇および下降することができ、かつ、下部ハウジング34は、蓋32とずれて、旋回することができる。
スクリュー62は、クランク14と共に作動する。このクランク14は、上部フレーム部材42上でスクリュー62に固定される第1の接続ロッド16と、第1の接続ロッド16に旋回可能に接続され、かつ、第1の接続ロッド16とは反対側の端部に位置するガードロックキー20を備える第2の接続ロッド18とからなる2ピース組立品よりなる。ガードロックスイッチ64が、下部フレーム部材44に取り付けられており、切断機10を操作するための電力回路を完成するためには、キー20をこのスイッチ64に差し込まなければならない。蓋32を降下させ、下部ハウジング34内にホイール12を確実に押し付けるまで、クランク14が十分な回転数だけ回転されない限り、キー20がスイッチ64に挿入できないように、第2の接続ロッド18の長さが規定されている。図4にクランク14の降下係合位置と上昇係合解除位置を比較して示すように、蓋32を上昇させようとしても、クランク14の降下位置では、クランク14の有する機械的作用を減少させるようにすることが好ましい。
さらに具体的には、図1は、蓋32を下部ハウジング34上に降下させ、下部ハウジング34内に切断ホイール12を押し付け、かつ、キー20をスイッチ64へ挿入できるように適切に操作された場合の、クランク14を示している。また、図1では、下部フレーム部材44に設けられたピン66が、上部フレーム部材42に形成されたボア68内に挿入されている。ピン66は、上部フレーム部材42と下部フレーム部材44、上部ハウジング32と下部ハウジング34およびキー20とスイッチ64が、互いに適切な角度で位置合わせされない限り、蓋32と下部ハウジング34が嵌合しないことを保障する。図5において、上部フレーム部材42と下部フレーム部材44が適切な角度で位置合わせされているが、蓋32が下部ハウジング34に対して十分に降下されておらず、その結果、切断ホイール12は、下部ハウジング34内に適切に押し付けられていない。この状態では、キー20は、スイッチ64と垂直方向において位置合わせされているが、キー20を、スイッチ64に挿入することはできない。上部フレーム部材42と下部フレーム部材44の間のギャップ70によって示されているように、(蓋32を支持する)上部フレーム部材42が下部フレーム部材44に対して十分に降下されていないためである。また、クランク14(従って、キー20)がスイッチ64と半径方向に位置合わせされない場合にも、キー20を、スイッチ64に挿入できないことは明らかである。
本発明を、特定の実施形態により関して説明したが、当業者によって他の形態も採用されうることは明らかである。例えば、本発明の構成は、共に譲渡された米国特許出願第10/072,494号および第10/250,113号の構成の一つまたはそれ以上の構成と組み合わせることができる。従って、本発明が、図面に描かれた特定の実施形態に制限されることはない。また、上記で使用された用語は、例示の実施の形態を開示するために用いられ、本発明の範囲を制限するものではない。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
本発明に係る切断装置の側面図であり、該装置の上部ハウジングを該装置の下部ハウジングに対して昇降させることができ、かつ、上部ハウジングを下部ハウジング上に降ろした係合位置にある、安全クランクを示している。 図1の切断装置の送りチューブの長手方向横断面図である。 図2の送りチューブの下端の端面図である。 図1の切断装置の一部の斜視図であり、安全クランクの係合位置と係合解除位置を示す。 上部ハウジングが完全に下降していないため、位置がずれている安全クランクを示す側面図である。

Claims (7)

  1. 実質的に垂直方向に供給される食品を、実質的に水平に切断するための手段、
    該切断手段の上方に設けられ、実質的に垂直方向に該食品を該切断手段に供給するために、該切断手段に近接する開口を形成した内部通路を備え、該内部通路は、正対する第1の壁と第2の壁により形成されている、少なくとも1つの送り部材、
    前記切断手段が前記食品を実質的に水平に切断しているとき、前記食品を前記送り部材の第1の壁に対して押し付けるように、前記内部通路を下方に移動する前記食品に対して力を加える手段、
    前記切断手段が収容される下部ハウジング部材、
    前記切断手段の上で、該切断手段に対して第1の位置と第2の位置をとり、第1の位置にあるとき、前記切断手段にクランプ荷重を付与し、該切断手段を前記下部ハウジング部材内に固定し、第2の位置にあるとき、記切断手段へのクランプ荷重を解放するようになっている、上部ハウジング部材、
    前記第1の位置にある上部ハウジング部材により、クランプ荷重が加えられている間、前記切断手段の回転を許容するための手段、および、
    前記上部ハウジング部材が第1の位置にない場合には、前記切断手段への電流の供給を阻止する手段、
    を備える食品切断装置。
  2. 前記下部ハウジング部材に向けて、または、前記下部ハウジング部材から離れるように、前記上部ハウジング部材を移動させ、前記切断手段へのクランプ荷重を付与し、または、該クランプ荷重を解放するための手段をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  3. 前記切断手段への電流の供給を阻止する手段が、相補的な第1のコネクタと第2のコネクタを備え、該第1のコネクタおよび第2のコネクタが、相互に接続したときには、前記切断手段へ電流を供給し、相互に分離されたときには、該切断手段への電流の供給を遮断し、該第1のコネクタは、移動手段に取り付けられ、前記上部ハウジング部材が第1の位置にあり、前記切断手段にクランプ荷重を付与して、該切断手段が前記下部ハウジング部材内に固定されているときにのみ、前記第2のコネクタと接続可能にされている、請求項2に記載の装置。
  4. 前記移動手段が、クランク組立体を備え、前記第1のコネクタが該クランク組立体に取り付けられている、請求項3に記載の装置。
  5. 前記移動手段が、前記クランク組立体と結合したスクリューをさらに備え、該クランク組立体を回転させると、該スクリューが、前記上部ハウジング部材を垂直方向に上昇および下降させるように作動する、請求項4に記載の装置。
  6. 前記送り部材の第1の壁と第2の壁のそれぞれは、前記内部通路を横断する曲率半径を有し、該第1の壁の曲率半径の中心が、第2の壁の曲率半径の中心からオフセットされており、該内部通路が、互いにオーバーラップする、オフセットされた2つの直径により形成された断面形状を有し、前記送り部材が、前記開口と隣接する下部を有し、該下部は、前記内部通路の開口を形成する下端部を有し、該下部内において、前記第1の壁は、該内部通路を横断し、かつ、前記開口に向かうにつれて増加する曲率半径を有するフレア領域を有し、これにより、該開口の一部が、フレア領域により形成され、かつ、該送り部材の下部内における第2の壁よりも大きい曲率半径を有しており、さらに、前記切断手段が前記食品を実質的に水平に切断しているとき、前記力を加える手段が、前記食品に前記送り部材下部のフレア領域と接触させるように力を付与する、請求項1に記載の装置。
  7. 前記力を加える手段が、前記第2の壁から第1の壁に向けて内部通路内を流れる、少なくとも2つの流体ジェットを含み、該内部通路を通って下方に移動する食品に対して衝撃を付与する、請求項1に記載の装置。
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