JP2011511715A - 野菜をスライスするための装置および方法 - Google Patents

Abstract

ポテトをスライスするカッティング装置は、インペラハブブロックと、インペラハブブロックから半径方向に延在するインペラチューブと、およびインペラバブブロックの少なくとも一部分を周方向に包囲するカッティングアセンブリとを備える。このインペラハブブロックは、ポテト保持エリア、およびポテトを保持エリア内に受け入れるための開口を有する。インペラチューブは、入口アパーチャおよび出口アパーチャを有し、さらに長手方向長さは約１２７ｍｍ(約５インチ)以上とする。インペラハブブロックは中心垂直軸線周りに回転可能とし、さらに各インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転可能とする。

Description

本発明は食品加工に関し、より詳細には新規な野菜食品およびそれを作るためのプロセスに関する。

ディープ−フライド（フレンチフライ）ポテト製品は、長方形または方形断面の千切りストリップ、スライス、くさび形カット、らせん状カット、ワッフル状カットを含む、多種の形状およびサイズで生産される。このような製品の加工は、通常、全てのポテトを所望形状にカットし、ブランチング（白化）し、粗フライし、さらにカットピースを冷凍することによって行う。油でフライすることによって再調理するとき、このような製品は、特徴として、約１０〜２０重量％の油分および約４０〜６５％の固形分（油含む）を有する。

特に、ワッフル状カットフライは、互いにほぼ９０°の角度°をなす、２つの異なる角度でポテトチップを波形パターン状に交差カットすることによって製造する。この種のカットはポテトチップに、両側のカット面において縦方向の隆起および溝を生成する。ワッフル状カットフライは現在、特許文献１（米国特許第４，５２３，５０３号）および特許文献２（米国特許第４，９４９，６１２号）に開示の方法および装置によって、現在商業的に生産されており、これら特許文献を参照することによって本明細書組み込まれるものとする。特許文献１および特許文献２のカッティングマシンは、薄いポテトチップ型の製品を生産することを目的とした、特許文献３（米国特許第３，１３９，１３７号）および特許文献４（米国特許第３，１３９，１３０号）に記載された従来型カッティングマシンの変更および改良版である。特許文献３および特許文献４の開示も参照することによって本明細書に組み込まれるものとする。

特許文献１および特許文献２は、それぞれ、キャリッジおよびキャリッジを囲む固定カッティングアセンブリを備える食品スライスマシンを開示している。固定カッティングアセンブリは、周方向に順次９０°互いに離して配置した４個のナイフアセンブリを有する。ポテトはキャリッジ頂部における中心開口内に供給し、キャリッジを回転させる。キャリッジの回転により生ずる遠心力は、ポテトをキャリッジから半径方向に延びて存在する（延在する）４個のガイドチューブのうち１つに向かわせる。ガイドチューブ中の長手方向リブは、キャリッジ回転中にポテトを所定位置に保持し、ポテトがキャリッジを囲む固定カッティングアセンブリによってカットされるようにする。さらに、ワッフル状カットを行うために、各ガイドチューブも各ガイドチューブ自体の軸線周りに回転させる。理想的には、キャリッジがある１つのナイフアセンブリから次のナイフアセンブリまで９０°回転する時間内に、各ガイドチューブも９０°回転して、各スライスされた断片は片側の側面に隆起および溝を有し、それらは反対側の側面における隆起および溝に対し直交する。

米国特許第４，５２３，５０３号明細書 米国特許第４，９４９，６１２号明細書 米国特許第３，１３９，１３７号明細書 米国特許第３，１３９，１３０号明細書

しかし、ワッフル状カットフライを生産するための現在の方法および機械にはいくつか欠点がある。第１に、それらは比較的多量の廃棄分を生産してしまう。廃棄に加え、現在のマシンは、ある種の用途には許容されるものの、所望の９０°の交差カットではなく、それゆえ所望の品質水準を満たさない製品を生産してしまう。従って、プロセス効率を向上して、廃棄量を低減することが必要である。

廃棄および品質制御の課題は、インペラチューブ内へのポテトの軸線外（オフ−アクシス）供給に関する問題によって、さらに増幅されてしまう。供給中の軸線外アラインメントは、あまり望ましくない楕円形のワッフル状フライを形成してしまい、それによって所望の均一生産を減少させ、廃棄分を増加させてしまう。さらに、軸線外アラインメントは、生産の停止を余儀なくしてさらに生産効率を低下せしめる、ガイドチューブの閉塞や詰まりの原因となるといったさらなる生産上の問題を引き起こしてしまう。

従って、高品質ワッフル状カットフライを製造するための新規で改善した装置および方法に対する必要性がある。

本発明の一態様においては、野菜、例えばポテトをスライスするためのカッティング装置を提供する。この装置は、インペラハブブロックと、複数のインペラチューブと、およびカッティングアセンブリとを備える。インペラハブブロックは、ポテト（野菜）保持エリアおよびポテト（野菜）を保持エリア内に受け入れるための開口を有する。複数のインペラチューブは、インペラハブブロックから半径方向に延在し、約１２７ｍｍ（約５インチ）よりも大きい長手方向長さを有する。より好適には、インペラチューブは約１２７〜３８１ｍｍ（約５〜１５インチ）の範囲における長さとする。インペラチューブは入口アパーチャおよび出口アパーチャを有する。カッティングアセンブリは、インペラハブブロックの少なくとも一部分を周方向に包囲する。インペラチューブはインペラハブブロックの中心垂直軸線周りに回転可能とし、また各インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転可能とする。

ある特定の実施形態においては、インペラチューブは、約１２７〜３８１ｍｍ（約５〜１５インチ）の範囲、さらにより好適には、約１７７．８〜２５４ｍｍ（約７〜１０インチ）の範囲内の長手方向長さを有する。他の特定の実施形態においては、カッティングアセンブリはブレード保持部分およびブレードを備える。ブレードは、ブレードの両側側面に隆起および溝を有する波状端縁を有し、カッティングアセンブリの内径の接線に対して、約１５°以下の角度をなす。より好適には、ブレードとカッティングアセンブリの内径の接線とがなす角度は約１０°またはそれ以下とする。

他の特定の実施形態においては、保持エリアは、ほぼ平坦なベース部分または開口に向かって上向きに突出する複数個の隆起を有するベース部分を備える。保持エリアは開口に向かって上向きに突出する突起を有するベース部分も備えることができる。突起は複数の側面部分を有し、各側面部分は通常、インペラチューブの入口アパーチャの１つに向かって外向きに指向する。他の特定の実施形態においては、各インペラチューブの内部表面の少なくとも一部分は粗い表面を備えるものとする。

他の特定の実施例においては、カッティングアセンブリはブレード保持部分およびブレードを備える。ブレードは、ブレードの両側の側面に溝および隆起を有する波状切断端縁を有する。ブレード保持部分は、ブレードを囲むおよび保持する一体ピース射出成形部分とする。ブレード保持部分は、ブレードの各側面で互いに離れる複数の指状部であって、波状切断端縁に向かって突出し、ブレードの両側の側面における溝部分に接触する、該複数の指状部を有する。

本発明の別の態様においては、ポテトをスライスするカッティング装置を提供する。この装置は、インペラハブブロックと、複数のインペラチューブと、およびカッティングアセンブリとを備える。インペラハブブロックは、ポテト保持エリア、および保持エリア内にポテトを受け入れるための開口を有する。複数のインペラチューブはインペラハブブロックから半径方向に延在し、インペラチューブはインペラハブブロックの中心垂直軸線周りに回転可能とし、各インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転可能とする。インペラチューブは入口アパーチャおよび出口アパーチャを有する。カッティングアセンブリは複数のインペラチューブの少なくとも一部分を周方向に包囲する。好適には、カッティングアセンブリは、約１９０．５ｍｍ（約７．５インチ）よりも大きい曲率半径を有する内面を備えるものとする。

特定の実施形態においては、カッティングアセンブリの内面の曲率半径は、約２２８．６ｍｍ（約９インチ）よりも大きくする。他の特定の実施形態においては、各インペラチューブは１２７〜２５４ｍｍ（５〜１０インチ）の間の長手方向長さを有するものとする。他の特定の実施形態においては、カッティングアセンブリは４個のナイフアセンブリを備え、各ナイフアセンブリは順次互いに約９０°離して配置する。

他の特定の実施形態においては、各ナイフアセンブリはブレード保持部分およびブレードを備え、ブレードはブレードの両側の側面に溝および隆起を設けた波状端縁を有する。ブレードは、カッティングアセンブリの内径の接線に対して、約１５°以下の角度をなすものとする。

さらに好適には、ブレードとカッティングアセンブリの内径の接線とがなす角度は約１０°またはそれ以下とする。他の特定の実施形態においては、カッティングアセンブリは、インペラチューブの個数より少ない個数の複数のナイフアセンブリを備えるものとする。

ポテトをスライスするための方法も提供する。この方法は、インペラハブブロックから半径方向に突出する複数のインペラチューブに連結するインペラハブブロックを設けるステップを備える。複数のインペラチューブの少なくとも一部分を周方向に包囲するカッティングアセンブリを設ける。約７６．２ｍｍ（約３インチ）以上の長さを有する複数のポテトを供給する。この複数のポテトはインペラハブブロックの開口内に供給する。インペラハブブロックは中心垂直軸線周りに回転させ、１番目のポテトおよび２番目のポテトを端部突き合わせ状態（エンド・ツー・エンド形態）にしてインペラチューブの１つに収容させる。１番目のポテトの外側部分は、１番目のポテトを第１方向に指向させた状態でカットする。インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転させ、１番目のポテトを第２方向に指向させる。１番目のポテトを第２方向に指向させた状態でカットする。１番目および２番目のポテトは１個のインペラチューブ内に端部突き合わせ状態にする間、１番目および２番目のポテトの少なくとも一方が１個のインペラチューブ内に完全に収容され、１番目および２番目のポテトの他方が１個インペラチューブ内に少なくとも部分的に収容されるようにする。

特定の実施形態においては、方法は、さらに、ポテトをインペラハブブロックの開口内に供給する前に複数のポテトを予加熱するステップを備える。他の特定の実施形態においては、複数のポテトを供給するステップは、水をインペラハブブロックの開口内に供給するステップを備える。

本発明の上述したおよび他の目的、特徴、および利点は、添付図面につき行う、以下のより詳細な説明からより明らかになるであろう。

インペラハブブロック、インペラチューブ、およびカッティングアセンブリを備え、カッティングアセンブリの外面を透過的に示した、野菜スライス装置の斜視図である。 図１の装置の頂面図である。 図２の３−３線上の断面図である。 カッティングアセンブリの外面を透過的に示した、図１の装置の側面図である。 インペラハブブロック、インペラチューブ、およびカッティングアセンブリを備え、カッティングアセンブリの外面を透過的に示した、野菜スライス装置の透視図である。 図５の装置における、装置をインペラチューブの中間点に沿う断面で示す、断面図である。 図５の装置における、図５の７−７線上の側方から見た断面図である。 野菜スライス装置の一部分の頂面図である。 図８の装置における、図８の９−９線上の側方から見た断面図である。 図８の装置の側面図である。

本明細書および本発明の特許請求の範囲において用いる、単数形「１」「１個の」および「この」は、文章で明確にそうでないことを明記しない限り、複数形を含むものとする。加えて、用語「有する／含む」は「備える」を意味する。さらに、用語「結合する」および「関連する」は、電気的、電磁気的、および／または物理的（例えば、機械的または化学的に）に結合または連結またはリンクすることを意味し、結合または関連する素子間の中間素子の存在を排除するものではない。

本明細書に開示する方法の例示的な実施形態の動作を、説明を分かり易くするために、特定の、連続的な順序で記載するが、本明細書で開示する実施形態は、開示した特定の、連続的な順序以外の順序も包含することを理解されたい。例えば、順次に記載した動作は、ある場合、順序を変更または同時に実行することができる。さらに、１つの特定の実施形態に関連して行う記載または開示はその実施形態に限定せず、開示する任意の実施形態に適用することができる。

図１〜７につき説明すると、カッティング装置２は、インペラハブブロック４、４個のインペラチューブ６、および固定カッティングアセンブリ８を含む。インペラハブブロック４は、ポテトのような野菜を野菜またはポテト保持エリア内に受け入れるための中心垂直開口１０を有する。以下の多くの記載はポテトカット用のカッティング装置の使用に関して記載するが、他の野菜をポテトに置換することができることを理解されたい。もちろん、カットすべき野菜の大きさに依存して、ポテトに利用するために以下に記載した寸法を１つ以上変更することが望ましい。

ほぼ中実の底面（フロア）が開口１０直下に位置し、インペラチューブ６を通じて以外は、製品がインペラハブブロックから出ることを防止する。底面を垂直シャフト１１（図７に図示）に取り付け、この垂直シャフト１１はインペラハブブロック４およびインペラハブブロックに関連するインペラチューブ６を軸線Ｙの周りに方向Ａに回転させる。

４個のインペラチューブ６をインペラハブブロック４に結合し、また半径方向に延在させ、またそれぞれ９０°間隔に配置する。インペラチューブ６は軸受によってインペラハブブロック４に取り付け、各インペラチューブ６は各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りにそれぞれ個別に回転可能にする。図６に明示するように、各インペラチューブ６は、２個の開口、すなわちインペラハブブロック４の近傍における入口アパーチャ、およびカッティングアセンブリ８近傍における出口アパーチャ１３を有する。
カッティングアセンブリ８は、少なくとも部分的にインペラハブブロック４を包囲し、また好適には、球面状に湾曲した内面１２を有する。球面状の曲率は、本発明の目的に必ずしも必要ではなく、内面は環状の形状とする。しかし、球面状に湾曲した内面は、カッティングアセンブリ８と、カットしようとするポテトとの間に、より密なクリアランスを設ける。

カッティングアセンブリ８は、周方向に９０°間隔で配置した４組のナイフアセンブリ１４を有する。各ナイフアセンブリ１４は、内側クランプ部材および外側クランプ部材、およびこれらクランプ部材間にクランプした波状ナイフを有する。ナイフアセンブリ１４は、好適には、全体的に内面１２の球面状曲率に対応する球面状曲率を有する。本発明のナイフアセンブリは、以下に特別に説明する特異点および相違点を除いて、特許文献１に記載されたものと同一とし、特許文献１は参照することで本明細書組み込まれるものとする。

動作にあたり、ポテトを開口１０内に供給し、この際ポテトは、インペラハブブロック４の回転で生ずる遠心力によって、外方の力を受ける。外方に力を受けるポテトの唯一の出口経路は１個のインペラチューブ６を経る。ポテトがインペラチューブ６の外側端部に達するとき、それらはカッティングアセンブリ８の内面１２に接触する。このようにして、インペラハブブロック４が回転し、ポテトがインペラチューブの外側端部に強制的に押しやられるとき、各ナイフアセンブリ１４は、１個のインペラチューブ６から突出するポテトに接触し、インペラチューブ６がナイフアセンブリを通過するたびにほぼ楕円状断片をスライスする。各インペラチューブ６が次のカッティングアセンブリに達する前に、インペラチューブ６は９０°回転し、これにより、次のスライスは先行スライスに直交する向きでカットされる。

インペラチューブ６の内面は平滑な（例えば、図６）または粗い（例えば、図３および図９）面となるよう構成する。ある状況においては、粗いまたは非平滑な表面が、インペラチューブ６の内面長さの少なくとも一部に沿って延びて存在（延在）する構成とすることが望ましい。図３に示すように、例えば、長手方向リブ１６はインペラチューブ６の内面の少なくとも一部分に沿って延在するものとする。これらリブ１６はポテト１９を補捉する、または少なくとも案内し、ポテト１９がインペラチューブ６と一緒に回転するようにし、これによってカット間のポテトの全９０°にわたる回転を促進することができる。必要な場合、リブ１６はインペラチューブの長さを延長するよう構成することができる。図３に示したリブ１６はギザギザ形状とするが、任意の形状に形成することができ、例えば、図９に示したギザギザ形状でないリブ１６にすることができ、ただし本明細書に記載のようにインペラチューブを通してポテト１９を補捉しまたは案内する補助を行うことができる程度の表面粗さを有するものとする。

従来のカッティング装置はスライスするよう選別した大抵のポテトの長さよりも短いインペラチューブを有する。つまり、ポテトが従来のカッティング装置に入るとき、ポテトはチューブ内に部分的にのみ収容される。このような従来のカッティング装置は、長さ約７６．２ｍｍ（約３インチ）またはそれ以下のインペラチューブを有する。しかし、本発明の好適な実施形態においては、インペラチューブはかなり長くし、ポテト全体を、好適には２番目ポテトの少なくとも一部分も、十分に収容できる長さにする。

特に、インペラハブブロックに関連させるインペラチューブ６の長さは、好適には１２７ｍｍ（５インチ）より大きくする。インペラチューブの長さの上限は、主に、機能装置組み立ての実用性によって制限される。インペラチューブが過度に大きくなるにつれ、食品の正確なカットに十分なスピードでハブブロックを回転させるために、より大量の力を要する。つまり、長さ約３８１ｍｍ（１５インチ）以上は、装置を組み立ておよび制御することがより困難となる。従って、インペラチューブの長さは約１２７〜３８１ｍｍ（５〜１５インチ）の間とし、さらにより好適には、１７７．８〜２５４ｍｍ（７〜１０インチ）の間とする。本発明のある実施形態において、カッティング装置は各インペラチューブが約２０９．５５ｍｍ（８．２５インチ）の長さとなるように形成する。この構成によって、インペラチューブは、最初のポテト全体だけでなく最初のポテトに後続する２番目ポテトの一部分もその中に収容することができる。もちろん、任意な長さのチューブに収容することができるポテトの個数はポテトの長さに基づいて変化する。しかし、原則として、ポテトの長さが短い場合、このポテトは２個の端部カット間においてより少ない数のスライスしか産出しない。従って、少なくとも２個の端部カット間における品質の高いスライスをより多く産出する観点では、より長いポテトが好ましい。長さ１２７ｍｍ（５インチ）またはそれ以上のチューブは、例えば、同一チューブ内に約６３．５ｍｍ（２．５インチ）の長さを有する２個のポテトを収めることができる。スライス用に選択したポテトが６３．５ｍｍ（２．５インチ）より長い場合でも、より長い長さのチューブ（例えば、約５インチ以上）は依然、従来の長さのインペラチューブを用いるよりも２番目のポテトのより大きい部分をチューブ内に入れることができるという利益を得ることができる。図３および７につき説明すると、例えば、２個のポテト１９が１個のインペラチューブ内にある状態を示す。図示の両実施形態（図３および７）におけるポテト１９は、１個のインペラチューブ内において、端部突き合わせ（エンド・ツー・エンド）形態で存在し、また第１（先頭の）ポテトが１個のインペラチューブ内に少なくとも部分的に収容しながら、少なくとも第２（先頭でない）ポテトが１インペラチューブ内に完全に収容されている。好適には、ポテト１９は、長さ約７６．２ｍｍ（約３インチ）より大きいものとする。

上述のようにインペラチューブ６を長くすることによって、ポテトがインペラチューブの端部に達するときまでにポテトのより良好なアラインメント（向き）を得ることができる。特に、インペラチューブ内部における行程距離を長くすると、ポテトが適切な長手方向アラインメントに安定および定着する確率を高めることができる。さらに、より長いチューブは十分な空間を提供し、１個以上のポテトが同時にチューブを占めることができる。追加の、列をなすポテトは、物理的にポテトに接触し、物理的圧力をポテトに及ぼし、それによってポテトをカッティングアセンブリに対して強く押し付けることによって、ポテトをカッティング段階で一層安定化させることができる。さらに、追加のポテトを列に並べることによって、先行するポテトがインペラチューブから完全に出た瞬間にカットすべき位置に第２ポテトが常にあるので、供給効率を向上させることができる。最後に、上述のようにインペラチューブを長くすることによって、カッティングアセンブリ８にポテトを押しやる、ポテトにかかる遠心力が増加する。このカッティングアセンブリに対する力の増加はより安定した、高品質なワッフル状カットスライスを得るのにさらに寄与する。

より長いインペラチューブを使用することによっていくつかの付加的な利益を得ることができる。インペラチューブを長くすると、カッティングアセンブリ８の直径が増加する。図７につき説明すると、例えば、インペラチューブが長ければ長いほど、カッティングアセンブリ８の内径１５も増加する。カッティングアセンブリ８は好適には球面形状であるため、カッティングアセンブリ８の内径１５の増加はより平坦な内面１２が得られる。ナイフアセンブリ１４は、好適には内面１２の曲率に対応する曲率を有するので、より平坦な内面１２はナイフアセンブリ１４に、より平坦な曲率をもたらす。ナイフアセンブリのより平坦な曲率は、ポテトが内面１２により近接するので、より安定したおよびより高品質のスライスが得られる。

カッティングアセンブリ８の内径１５は、好適には約３８１ｍｍ（約１５インチ）よりも大きくし、これは約１９０．５ｍｍ（約７．５インチ）よりも大きい曲率半径に対応する。約１９０．５ｍｍ（約７．５インチ）よりも大きい曲率半径において、カッティングアセンブリ８の内面は、食品をカットするためにほぼ平坦な表面となる。より好適には、カッティングアセンブリの内面の直径１５は、約４５７．２ｍｍ（約１８インチ）よりも大きく（曲率半径は約２２８．６ｍｍ[９インチ]より大きく）し、さらにより好適には約５０８ｍｍ（約２０インチ）よりも大きく（曲率半径は約２５４ｍｍ[１０インチ]より大きく）するものとする。ある好適な実施形態においては、曲率半径は約２７９．４〜３０４．８ｍｍ（約１１〜１２インチ）の間とする。

図７に示すように、インペラハブブロック４の外径１７は、（少なくとも、図７に示すように直径方向に配置した少なくとも２個のインペラチューブがあるとき）インペラチューブ６の互いに背反する出口アパーチャ１３間の距離によって決定する。ポテト１９が出口アパーチャ１３を出るとき、先頭のポテトの外側部分は、これがナイフアセンブリ１４に突き当たるまで、カッティングアセンブリ８の内面に沿って移動する。

内面よびナイフアセンブリのより平坦な曲率によっても、ナイフアセンブリ１４のカットブレードの角度をより緩やかにすることができる。カットブレードを急峻角度で用いるとき、かなり大きな力がブレードに加わってポテトをカットし、スライスポテトの方向を変化させ、同一の急峻角度でナイフアセンブリから退出する。つまり、急峻角度を有するカットブレードを用いたナイフアセンブリの使用は、一般的に、ブレード自体およびナイフアセンブリに深刻な摩耗および裂傷を引き起こす。急峻角度は、ナイフアセンブリ１４およびカッティングアセンブリ８によって形成される間隙を通して、スライスをそこから取り出す、軌道上のポテトの経路に対する対応する急峻角度で、各スライスはカッティングアセンブリ８の外方に方向転換させることを意味する。ブレードがポテトに突き当たるときの、スライスの方向の急激および大きな変化は、スライス動作中にスライスが破砕するまたは引き裂けるリスクを大きくしてしまう。従来のサイズのインペラチューブを用いる従来のカッティングマシンで使用するブレードの角度は、カッティングアセンブリの内面の接線に対して約２０°である。インペラチューブの長さの増加および本発明のカッティングアセンブリ直径に関係する増加とともに、（カッティングアセンブリの内面の接線から測定した）ブレードの角度は、１５°以下にする、さらにより好適に１０°またはそれ以下にすることができる。好適な実施形態においては、角度１０°が効果的であることが分かっており、より長いインペラチューブと組み合わせることによって、カッティング装置の生産品質を向上することができる。従って、上述のより平坦なナイフアセンブリを用いることによって、ナイフアセンブリのカット角度の急峻さを減少させることが望ましい。

インペラチューブ６の内部サイズは、好適には、カットすべき製品（例えば、ポテト）のサイズまたは種類に合わせるものとする。つまり、各インペラチューブの内径は、約７６．２〜１２７ｍｍ（約３〜５インチ）の範囲、より好適には約９５．２５〜１０１．６ｍｍ（約３．７５〜４インチ）の範囲で変化させることができる。

本発明の別の実施形態においては、インペラハブブロックは、インペラハブブロック４の中実の底面またはベース部分上で隆起させた突起２０を有する。図２，３，６，および７に示すように、突起２０は、例えば、中実の底面の中央に形成する円錐構造とする。図２につき説明すると、突起２０は、野菜が開口１０内に入るとき、特定の野菜の選別を支援する。突起２０は、好適には、（ピラミッド型のように）物理的に区別できるまたは（円錐形のように）物理的に区別できない４個の側面を有するものとする。側面が連続的であり区別できない場合、構造は側面部分がインペラチューブの位置によって定める４分円に分割することによって規定することができる。例えば、図２は４個の区別できない側面部分を有する円錐形突起を示している。円錐形状の４側面部分を規定するために、開口１０中を見下ろすとき図２に示したように、突起２０は４個の側面部分２２，２４，２６，２８に分割して考えることができる。

突起２０は、スライスすべき野菜のいくつかの進行経路を効果的に形成する。通常、各４側面部分は、インペラチューブに続く入口アパーチャに向かって外向きに（および下向きに）対面および／または延びる。傾斜面は緩やかおよび平滑、または不連続および急峻とする。４側面部分は通常、ポテトを、それぞれが対面するインペラチューブに向かわせるよう作用する。つまり、野菜が開口１０に落とされるとき、野菜は突起２０の４側面部分の１つに着地し、その特定の側面部分に面するインペラチューブの出口アパーチャに向かわせる。このようにして野菜を前もって選別することによって、カッティングマシンの閉塞や詰まり量を減少させ、より円滑なカッティングマシン動作をより高い供給速度で実現することができる。同様に、野菜が突起２０に衝突するときも、これらの経路は変更し、野菜はインペラチューブ中への入るために必要な適切な方向に再整列させることができる。

上述のように、突起２０は随意的なものである。ポテトのような、いくつかの製品にとって、突起は、実際上カッティング動作を減速させる障害となる。従って、図８は突起２０がないインペラハブブロック４を示す。代わりに、底面またはベース部分３０をほぼ平坦とする、またはインペラチューブ６に続く隣接湾曲面が互いに交わる、微小隆起３２を有するものとする。特に、底面３０は、２個の交差チューブの湾曲した少なくとも一部分を備える多数の湾曲表面を備える。

ポテトは様々な方法でインペラブロックハブ４内に供給することができる。ポテト、または他の野菜、が開口１０に入り、底面３０に衝突または接触するとき、ハブ４の回転力はポテトをインペラチューブ６の１つに移動させる。これは、底面３０が平坦である、または微小隆起３２を有する（図８に示すような）に係わらず、成立する。しかし、ポテトは底面３０の中央部分が単純に平坦であるわけではいから、隆起３２はポテトをインペラチューブ６の１つまたは別の１つに移動させる傾向があるので、微小隆起３２は、インペラチューブの入口アパーチャの１つにポテトを向けることを支援する。１個以上の孔３４を底面３０に形成し、上述のように、カッティング装置を清掃するためまたはインペラチューブ内へのポテト供給を改善するために用いる液体の脱水を促進することができる。

さらに別の実施形態においては、供給チューブを用いてインペラチューブ内にポテトを向けるおよび供給することを支援することができる。供給チューブはＪ字型とし、インペラハブブロックの頂部の開口上に配置する。供給チューブは、垂直軸線周りに回転可能で、チューブの下側端部が回転して各インペラチューブの入口アパーチャを追跡するよう、構成する。ある実施形態においては、ポテトは供給チューブの第１（頂部）開口内に供給する。回転供給チューブの第２（底部）開口は第１インペラチューブの入口アパーチャの１つに一致させる。ポテトを第１インペラチューブの入口アパーチャ中に供給した後、供給チューブの第２開口は回転し、第２開口が第２インペラチューブの入口アパーチャに向かうようにする。それから第２ポテトを第２インペラチューブに供給する。供給チューブの回転は、好適には、インペラブロックハブの回転と異なる速度とする。

供給チューブの回転は、好適には、インペラハブそれ自体の回転よりも遅くし、供給チューブの第２開口が効果的に１インペラチューブから次に移動するようにする。代替的に、供給チューブの回転を、好適には、速度を変化させおよびつぎに移動する前に、この回転が１インペラチューブの入口アパーチャで一時停止するようにする。

さらに別の実施形態においては、本発明は、参照することで本明細書に組み込んだ、特許文献１に記載のナイフアセンブリ構造を変更する。特許文献１は、内側および外側のクランプ部材およびこれらくクランプ部材間に固定する波状ナイフを備えるナイフアセンブリを開示している。クランプ部材は金属とし、ねじ、ボルト、その他のような従来の手段で一緒に固定する。しかし、クランプ部材を固定するための従来の方法の利用はいくつかの欠点がある。

第１に、これら従来方法はナイフアセンブリの正確なアライメントを確実にするために調節を要する。ブレードまたはクランプ部材を交換しなければならない度毎に、ナイフアセンブリを調整して適切な位置にするための時間および労力を要する。加えて、ねじ、ボルト、および他の固定部分は時間とともに緩くなり、ナイフアセンブリは動作中にアライメントがずれてしまう。従って、ブレード保持部分を改良して、据え付けおよび使用中に大きなアライメントおよび調整を不要にする必要がある。

本発明の実施形態は、内側および外側のクランプ部材を単独の一体ユニットとして形成することによって、上述の問題を解決する。この単独一体ピースのブレードホルダは、好適には射出成形し、特許文献１における内側および外側のクランプ部材がブレード周りで一緒に固定されるときと同一の全体形状および構造となるようにする。単一ピースの射出成形部分は、好適には波状のブレードを収容する溝を有する。もちろん、さらにブレードを射出成形ブレードホルダに固定する必要がある場合、ブレードをブレードホルダに固定するための追加の、従来の方法を用いることができる。

ブレードは、ブレードの両側の側面に溝および隆起部を設けた波状切断端縁を有する。一体ピースの射出成形部分は所定位置でブレードを囲みおよび保持する。ナイフを支持し、カッティングプロセスを容易にするために、ブレード保持部分はブレードの両側に複数個の互いに離間する指状部も含む。これらの指状部は波状切断端縁に向かって突出し、ブレードの両側における溝部分に接触するものとする。

射出成形部分の公差精度のために、ブレードホルダをカッティングアセンブリに取り付けるとき、調節を少ししかまたは全く要さないはホルダを作り出すことができる。調節の時間および労力を排除するために、本発明の機械構成は、より効率的に動作することができる。

さらに別の実施形態においては、本発明は改良したカッティングアセンブリを備える装置を提供する。現行のカッティングアセンブリは順次９０°離して配置した４個の個別ナイフアセンブリを利用している。この構造を、やはり順次９０°離して配置した４個のインペラチューブを有するインペラハブブロックと組み合わせるとき、結果として、各ナイフアセンブリは同時にポテトをスライスする。つまり、カッティング装置は一度に４つのカットによる衝撃力を吸収しなければならない。本発明は、装置にインペラチューブよりも少ない数のナイフアセンブリを設けることによって、この４点衝撃力を減少させる。このようにして、一度にポテトをカットする１個のナイフアセンブリの力のみなので、ナイフアセンブリのカッティング動作はより円滑になる。代案として、より少ないナイフアセンブリを配置して、２個以上のナイフアセンブリが一度にポテトをカットできるようにすることができる、しかし、常に４個のナイフアセンブリカットよりも少ないので、任意の瞬間における累積カッティング力を減少することができる。

好適な実施形態においては、１２０°離して配置した３個のナイフアセンブリとすることができる。ナイフアセンブリが１個少ないので、インペラチューブの長手方向軸線周りの回転を減速させ、１個少ないナイフアセンブリを構成することができ、ポテトの各スライス間の９０°回転を依然付与することができる。代案として、スライス間のポテトの９０°回転を付与するために、インペラチューブの回転を減少させるのではなく、カッティングアセンブリの回転速度を上昇させることができる。インペラチューブよりも少ないナイフアセンブリを備えるシステムを提供するとき、このシステムは（上述のように）インペラチューブよりも１個少ないナイフアセンブリを有する、または、代案として、２個以上少ないナイフアセンブリを有することができるものとする。

さらに、好適には、ナイフアセンブリの個数を削減するのではなく、インペラチューブの個数を増加させる。インペラチューブの増加は、ポテトが入る追加のチューブを提供することによって、ポテトをポテト保持エリアに供給する速度を増加させることができる。例えば、カッティング装置は、インペラハブブロックの内径を増加させる、インペラチューブの軸受のサイズを減少させる、またはこれらの手法の双方を組み合わせることによって、インペラチューブを追加して設けるよう改良することができる。インペラチューブの間隔は均一とし、ｘをインペラチューブの個数とすると、インペラチューブは（３６０／ｘ）°離して配置するようにする。理論的には、形成できるインペラチューブの個数に上限はない、しかし、カッティング装置自体のサイズ増加に付随する実用性のために、本発明の実施形態では、好適には５個から８個のインペラチューブを有するものとする。

インペラチューブの個数を増加させることによって形成するカッティング装置は、同数のインペラチューブおよびナイフアセンブリを用いて形成することもできる。このようにして、４個のインペラチューブおよび４個のナイフアセンブリを用いる上述の実施形態と同様に動作させる。もちろん、４個以上のインペラチューブおよびナイフアセンブリを用いるとき、これら素子間の間隔は変化する。同一個数のインペラチューブおよびナイフアセンブリを用いるシステムにおいて、インペラチューブまたはナイフアセンブリの個数をｎとすると、各素子間の間隔は（３６０／ｎ）°となる。

所要に応じ、スライスまたはカットすべき製品は、予め加熱して仕上がりカット製品の品質を向上させることができる。例えば、カッティング装置を用いてポテトをスライスするとき、予加熱はスライスの亀裂または破砕を減少させるだけでなく、カッティング器具への損傷可能性も減少させることができる。ポテト（または他のスライスすべき製品）は、ポテトの芯部（コア）温度が約３７．８°Ｃ（約１００°Ｆ）以上、およびより好適には約４３．３〜４８．０°Ｃ（約１１０〜１２０°Ｆ）となるまで、約５４．４°Ｃ（約１３０°Ｆ）の釜中で加熱する。さらに、好適には、ポテトが予加熱プロセスを経た直後にマシンを用いてポテトをスライスする。つまり、予加熱からカットまでの時間は、約４０分以内、およびより好適には、約３０分以内、およびさらに好適には５分以内とすることが望ましい。カッティング装置を通るポテトの移動を促進するために、水（または他の同様の媒体）を入供給エリア中に噴霧するまたは導入することが望ましい。

インペラハブブロックの回転速度は変化させることができる。明らかに、高速度は高い処理量を提供する、また少なくともそのため、高速度が望ましい。しかし、高速度は詰まりまたは、スライスの亀裂または破砕のような、他のカット不良の増加ももたらしてしまう。好適にはインペラハブブロックの回転速度は１００〜４００ｒｐｍ間の速度とする。インペラハブブロックの最適回転速度は、カットする製品の種類に依存して変化する。例えば、この最適回転速度は異なる種類のポテト間で変化する。加えて、最適回転速度は、使用する予加熱の量およびタイミングのような、他の要素に基づいて変化する。

本発明の原則を適用する多くのあり得る実施形態を考慮して、図示の実施形態は単に本発明の好適例であり、本発明の範囲を限定するものと解釈してはならないことを理解されたい。むしろ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲で定義する。それゆえ本願人は、これら特許請求の範囲および精神に含まれる全ての発明に対して特許請求する。

Claims (19)

1. ポテトをスライスするためのカッティング装置において、
   ポテト保持エリア、およびポテトを前記保持エリア中に受け入れる開口を有するインペラハブブロックと、
   前記インペラハブブロックから半径方向に延在する複数のインペラチューブであって、１２７〜３８１ｍｍ（５〜１５インチ）の範囲の長手方向長さを有して、入口アパーチャおよび出口アパーチャを有する、該複数のインペラチューブと、および
   前記インペラハブブロックの少なくとも一部を周方向に包囲するカッティングアセンブリと、
   を備えるカッティング装置であって、
   前記複数のインペラチューブは前記インペラハブブロックの中心垂直軸線周りに回転可能とし、また各インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転可能としたことを特徴とする、カッティング装置。
2. 請求項１に記載のカッティング装置において、各インペラチューブは、１７７．８〜２５４ｍｍ（７〜１０インチ）の範囲内の長手方向長さ有する、カッティング装置。
3. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記カッティングアセンブリは、ブレード保持部分およびブレードを有し、前記ブレードは前記ブレードの両側の側面に溝および隆起部分を有する波状端縁を有し、前記ブレードが、前記カッティングアセンブリの内径の接線に対して、１５°以下の角度をなす、カッティング装置。
4. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記ブレードと前記カッティングアセンブリの前記内径の前記接線とがなす前記角度を１０°またはそれ以下とした、カッティング装置。
5. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記保持エリアはほぼ平坦なベース部分を有する構成とした、カッティング装置。
6. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記保持エリアは前記開口に向かって上向きに突出する複数の隆起を有するベース部分を備えることを特徴とする、カッティング装置。
7. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記保持エリアは前記開口に向かって上向きに突出する突起を有するベース部分を備え、前記突起は多数の側面部分有し、各側面部分は前記インペラチューブの前記入口アパーチャの１つに向かって通常は外向きに指向する構成とした、カッティング装置。
8. 請求項１に記載のカッティング装置において、各インペラチューブの内面の少なくとも一部分は粗い表面を有する構成とした、カッティング装置。
9. 請求項１に記載のカッティング装置において、前記カッティングアセンブリはブレード保持部分およびブレードを備え、前記ブレードは前記ブレードの両側の側面に溝および隆起部分を有する波状切断端縁を有し、前記ブレード保持部分はブレードを包囲しまた保持する一体ピース射出成形部分とし、前記ブレード保持部分は、前記ブレードの各側面で互いに離れた複数の指状部であって、前記波状切断端縁に向かって突出し、また前記ブレードの両側の側面における前記溝部分と接触する該複数の指状部を有する構成とした、カッティング装置。
10. ポテトをスライスするためのカッティング装置において、
    ポエト保持エリア、およびポエトを前記保持エリア内に受け入れるための開口を有するインペラハブブロックと、
    前記インペラハブブロックから半径方向に延在する複数のインペラチューブであって、前記インペラハブブロックの中心垂直軸線周りに回転可能とし、また各インペラチューブは各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転可能とし、入口アパーチャおよび出口アパーチャを有する、該複数のインペラチューブと、および
    前記複数のインペラチューブの少なくとも一部分を周方向に包囲するカッティングアセンブリであって、１９０．５ｍｍ（７．５インチ）よりも大きい曲率半径の内面を有する、該カッティングアセンブリと、
    を備えるカッティング装置。
11. 請求項１０に記載のカッティング装置において、前記カッティングアセンブリの前記内面の前記曲率半径は、２２８．６ｍｍ（９インチ）より大きくする、カッティング装置。
12. 請求項１０に記載のカッティング装置において、各インペラチューブは、１２７〜２５４ｍｍ（５〜１０インチ）の間の長手方向長さを有する、カッティング装置。
13. 請求項１０に記載のカッティング装置において、前記カッティングアセンブリは、４個のナイフアセンブリを備え、各ナイフアセンブリは、順次互いに約９０°間隔で配置する、カッティング装置。
14. 請求項１３に記載のカッティング装置において、各ナイフアセンブリは、ブレード保持部分およびブレードを備え、前記ブレードは前記ブレードの両側の側面に溝および隆起部分を有する波状切断端縁を有し、前記ブレードは前記カッティングアセンブリの内径の接線に対して、約１５°以下の角度をなす構成とした、カッティング装置。
15. 請求項１３に記載のカッティング装置において、前記ブレードと前記カッティングアセンブリの前記内径の前記接線とがなす角度１０°またはそれ以下とした、カッティング装置。
16. 請求項１０に記載のカッティング装置において、前記カッティングアセンブリは複数のナイフアセンブリを備え、またナイフアセンブリの個数はインペラチューブの個数よりも少ない構成とした、カッティング装置。
17. ポテトをスライスする方法において、
    インペラハブブロックから半径方向に延在する複数のインペラチューブに連結したインペラハブブロックを設けるステップと、
    前記複数のインペラチューブの少なくとも一部分を周方向に包囲するカッティングアセンブリを設けるステップと、
    約７６．２ｍｍ（約３インチ）以上の長さを有する複数のポテトを準備するステップと、
    前記インペラハブブロック内の開口中に前記複数個のポテトを供給するステップ、
    前記インペラハブブロックを中心垂直軸線周りに回転させ、また１番目のポテトおよび２番目のポテトを端部突き合わせ状態にして前記インペラチューブの１つに収容させるステップ、
    前記１番目のポテトを第１方向に指向させた状態で前記１番目のポテトの外側部分をカットするステップと、
    前記インペラチューブを各インペラチューブ自体の長手方向軸線周りに回転させて前記１番目のポテトを第２方向に指向させるステップと、および
    前記第２方向に指向する状態で前記１番目のポテトをカットするステップと、
    を備え、
    前記１番目および２番目のポテトは前記１個のインペラチューブ内で端部突き合わせ状態にして、前記１番目および２番目のポテトの少なくとも一方が前記１個のインペラチューブ内に完全に収容され、また前記１番目および２番目のポテトの他方が前記１個のインペラチューブ内に少なくとも部分的に収容されるようにする
    ことを特徴とする、方法。
18. 請求項１７に記載の方法において、さらに、前記ポテトを前記インペラハブブロックの前記開口内に供給する前に、前記複数のポテトを予加熱するステップ、を備える方法。
19. 請求項１７に記載の方法において、前記複数のポテトを供給するステップは、前記インペラハブブロック内の前記開口内に水を供給するステップを備える、方法。

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