JP2012249606A

JP2012249606A - 食品の切り分け装置

Info

Publication number: JP2012249606A
Application number: JP2011126369A
Authority: JP
Inventors: Hiromasu Sasaki; 啓益佐々木; Yusuke Nishi; 裕介西
Original assignee: Yoshiizumi Industry Corp
Current assignee: Yoshiizumi Industry Corp
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】切り分けられる食品の切断面の歪みを抑え、切断面をきれいに仕上げると共に切断重量のバラツキを小さくできる食品切り分け装置を提供する。
【解決手段】食品を間欠的に搬送する送り機構と、前記送り機構の上方に配備され、食品を押さえ付ける上流側クランプ機構３０と、送り機構の下流側に配備され、食品をスライスする切断刃４１と、該切断刃４１を食品の移行路に出没可能に往復移動させる往復手段と、を有する切断ユニット４０と、該切断ユニット４０を切断刃４１の出没角度が可変となるように角度調節する角度調節手段と、を有する食品切り分け装置において、切断ユニット４０には、切断刃４１の下流側に接近して配備され、食品の移行路を挟んで切断刃４１とは逆側から出没して、食品を押さえるクランプ部５１と、該クランプ部５１を食品の移行路に向けて出没可能させるクランプ駆動部５５と、を具える下流側クランプ機構５０を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、フィーレ(三枚おろしの魚の片身)、その他の食品をスライスする食品切り分け装置に関するものであり、より具体的には、切断の際の食品のズレを防止することのできる食品切り分け装置に関するものである。

出願人は、鮭、ギンダラ等のフィーレを間欠的に切断位置まで送り込み、所望の重量毎にスライスする食品切り分け装置を提案している(例えば、特許文献１、特許文献２参照)。

特許文献１及び特許文献２は、切り分けるべきフィーレを間欠的に搬送する送り機構と、該送り機構の上方に配備され、切断時にフィーレを送り機構に押し付ける上流側クランプ機構と、送り機構の下流側に配備され、フィーレをスライスする回転丸切断刃をフィーレの移行路の出没可能に具える切断ユニットとを有している。
送り機構は、切り分けるべきフィーレの角度を水平面内で調整する首振り機構を有し、切断ユニットは、回転丸切断刃が前後に傾動可能となっている。
さらに、上記食品切り分け装置には、フィーレの形状や切断面の断面積を測定する撮像手段を有している。

上記食品切り分け装置によれば、切り分けるべきフィーレが予め設定された重量となるように、撮像手段により撮像された画像に基づいて送り機構の送り量や首振り角度を適宜変更すると共に、回転丸切断刃の角度を調整して、上流側クランプ機構によりフィーレを保持した状態で回転丸切断刃を上又は斜め上から押し付けながらフィーレを切断している。

特開２００９―１７８８０９号公報特開２００９−５６４５号公報

上述のとおり、フィーレは、回転丸切断刃を回転させながらフィーレに押し付けて切断される。送り機構には上流側クランプ機構を有するから、切断刃の上流側はフィーレの横ズレなどが生じ難い。しかしながら、回転丸切断刃よりも下流側は、回転丸切断刃の回転及び押し付けによって切断中に切り身が横ズレしてしまったり、下方に垂れてしまうことがある。その結果、食品の切断面が歪んでしまい、所望の重量毎に切り分けできない虞がある。

本発明は、切り分けられる食品の切断面の歪みを抑え、切断面をきれいに仕上げると共に切断重量のバラツキを小さくできる食品切り分け装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の食品切り分け装置は、
切り分けるべき食品を間欠的に搬送する送り機構(20)と、
前記送り機構(20)の上方に配備され、切り分けるべき食品を押さえ付ける上流側クランプ機構(30)と、
送り機構(20)の下流側に配備され、切り分けるべき食品をスライスする切断刃(41)と、該切断刃(41)を食品の移行路に出没可能に往復移動させる往復手段(44)と、を有する切断ユニット(40)と、
該切断ユニット(40)を切断刃(41)の出没角度が可変となるように角度調節する角度調節手段(45)と、
を有する食品切り分け装置において、
切断ユニット(40)には、切断刃(41)の下流側に接近して配備され、食品の移行路を挟んで切断刃(41)とは逆側から出没して、切り分けるべき食品を押さえるクランプ部(51)と、該クランプ部(51)を食品の移行路に向けて出没可能させるクランプ駆動部(55)と、を具える下流側クランプ機構(50)を有するものである。

本発明の食品切り分け装置によれば、切り分けるべき食品を切断する際に、食品の移行路を挟んで切断刃とは逆側からクランプ部により食品を押さえることができるから、切断される食品の横ズレや下方に垂れることを防止できる。従って、切断面の歪みを抑え、切断重量のバラツキを可及的に抑えることができる。

図１は、本発明の食品切り分け装置を下流側から見た斜視図であって、後カバーを開いた状態を示している。図２は、本発明の食品切り分け装置の要部を側面から見た図である。図３は、本発明の食品切り分け装置の平面図である。図４は、切断ユニットの要部の斜視図である。図５は、図２中の円αで囲んだ部分の拡大図であり、切断刃が上昇、クランプ部が下降した状態を示している。図６は、図５の状態から、クランプ部が上昇した状態を示している。図７は、図６の状態から切断刃が下降し、フィーレが切断されている状態を示している。図８は、切断刃を下降させてフィーレを切断しながら、クランプ部を下降させた状態を示している。図９は、切断刃がさらに下降し、フィーレが完全に切断された状態を示している。図１０は、フィーレＦの切断工程の流れを示すフローチャート図である。

以下、本発明の食品切り分け装置(10)について、図面を参照しながら説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明の食品切り分け装置(10)は、切り分けるべき食品の移行路の上流側(図中左奥側)から送り機構(20)、切断ユニット(40)及び排出コンベア(60)を配して構成される。また、送り機構(20)の上方に上流側クランプ機構(30)、切断ユニット(40)に切断刃(41)及び下流側クランプ機構(50)を具える。

切り分けるべき食品(本実施例では魚体を三枚におろした片身の「フィーレＦ」)は、前記移行路を送り機構(20)から切断ユニット(40)に間欠的に搬送され、切断ユニット(40)にて切断された後、排出コンベア(60)から搬出される。
なお、本明細書において、送り機構(20)側を「前」又は「上流側」、排出コンベア(60)側を「後」又は「下流側」と称する。

食品切り分け装置(10)のベースとなる基台(12)には、切断ユニット(40)を包囲する前カバー(14)と後カバー(15)が夫々開閉可能に取り付けられている。図１は、前カバー(14)を閉じ、後カバー(15)を開いた状態を示している。なお、図２では、カバー(14)(15)は図示していない。
後カバー(15)の内面には、図３に示すように、フィーレＦの切断面の画像を撮像する撮像装置であるカメラ(70)と切断面を照らす照明ランプ(72)(72)が取り付けられている。なお、カメラ(70)及び／又は照明ランプ(72)(72)は、必ずしも、カバーに取り付ける必要はなく、基台(12)、その他適所に配置できる。実施例のカメラ(70)はデジタルカメラである。

また、カバー(14)(15)の側方には、制御部(80)及びフィーレＦの重量を計測する秤(17)が配備されている(図３参照)。

送り機構(20)は、図３に示すように、フィーレＦを載置する送り案内台(21)と、該送り案内台(21)の長手方向に設けられた軌条(23)に沿ってスライドするスライド台(22)を有している。
送り案内台(21)の具体的実施例として、図３に示すように、下流側となる先端が円弧状となっており、円弧中心を回転中心として水平面内にて図３中矢印Ａで示すように左右に首振り可能となるよう駆動装置(図示せず)に連繋された構成を挙げることができる。

また、スライド台(22)はスライド駆動装置(図示せず)によりスライド可能となっている。スライド駆動装置は、サーボモータ等、回転を高精度に制御可能なモータを駆動源として作動し、ボールネジ等の回転によりスライド台(22)をネジ推力によって所望の送り量だけスライド駆動する。
さらに、スライド台(22)には、フィーレＦの一端(例えば、かま部分)をクランプする把持手段(24)が配備されている。

送り案内台(21)の下流側には、前記円弧状の先端に接近して切断受部(37)が設けられている。

また、図２に示すように、送り機構(20)及び切断受部(37)の上方には、フィーレＦを押さえ付ける上流側クランプ機構(30)が配備されている。上流側クランプ機構(30)として、切断受部(37)の上方に配備された第１押え手段(30)と送り機構(20)の上方に配備された第２押え手段(34)を例示できる。
第１押え手段(30)の具体的実施形態として、基台(12)に回転可能に支持した軸体(32)に櫛歯体(33)を下流側へ突設した構成を挙げることができる。櫛歯体(33)の先端には図４に示すように下向きの歯列を設けて、フィーレＦを確実に押さえ付けて、フィーレＦの浮き上がりや横ズレを防止できるようにすることが望ましい。

第２押え手段(34)は板状に形成されており、前記第１押え手段(30)よるフィーレＦの押圧位置よりも上流側を押圧可能な位置に配備される。第２押え手段(34)はやや軟質な板材から構成して、フィーレＦの凹凸面に沿い気味に変形するが、切断の衝撃でフィーレＦが送り案内台(21)から浮き上がることを防止する押圧力を有するようにすることが望ましい。

送り機構(20)の下流側には、図１乃至図３に示すように、切断ユニット(40)が配備される。
切断ユニット(40)は、基台(12)に軸支(46)された切断刃支持台(43)を有し、該切断刃支持台(43)に内部に円形の切断刃(41)と該切断刃(41)を回転させる切断刃駆動装置(42)が配備されている。
切断刃支持台(43)は、軸支位置を傾動中心として、略垂直姿勢から上端が下流側に向けて傾動可能となるように軸支(46)され(図１参照)、角度調節手段(45)(図３参照)により傾動する。角度調節手段(45)としてモータ及び減速機構からなる構成を例示できる。
また、切断刃駆動装置(42)は、切断刃支持台(43)に配備された図示省略する往復手段により、切断刃支持台(43)内で上下に昇降可能となっている。

切断刃支持台(43)の傾動中心は、切断刃(41)を下降させたときに、何れの傾動角度においても切断刃(41)が前記切断受部(37)の下流との間に若干の隙間を存するように設定されている。

切断ユニット(40)には、さらに、図１乃至図３、より詳細には図４に示すように、切断刃(41)の下流側に接近して配備された下流側クランプ機構(50)を有する。該下流側クランプ機構(50)は、切断刃支持台(43)に取り付けられており、フィーレＦの移行路を挟んで切断刃(41)とは逆側から出没して、切り分けるべき食品を押さえるクランプ部(51)と、該クランプ部(51)を食品の移行路に向けて出没可能させるクランプ駆動部(55)と、を具える下流側クランプ機構(50)を有する。

下流側クランプ機構(50)は、上記のように切断刃(41)と同じ切断刃支持台(43)に配備されているから、切断刃支持台(43)を傾動させると、下流側クランプ機構(50)は移行路に対して切断刃(41)と共に傾動する。

下流側クランプ機構(50)の具体的実施例として、図４に示すように、クランプ部(51)は、移行路を横切る長さを有する杆体(52)と該杆体(52)から上向きに突設された複数の押え突起(53)(53)を有する。図示の押え突起(53)(53)は、山形の凹凸としているが、針状の突起とすることもできる。

クランプ部(51)は、杆体(52)の両端がクランプ駆動部(55)(55)間に懸架されている。クランプ駆動部(55)(55)は、切断刃支持台(43)から下流側に向けて突設された左右一対のアーム(47)(47)に夫々固定されたエアーシリンダ(56)(56)と、該エアーシリンダ(56)(56)のピストンロッド(57)(57)に連繋されたスライダー(58)(58)を有しており、クランプ部(51)の杆体(52)は、両スライダー(58)(58)にネジ止め等により取り付けられている。

スライダー(58)(58)は、前記アーム(47)(47)に夫々設けられたリニアレール(59)(59)上をスライド可能となっており、エアーシリンダ(56)(56)を同期して作動させることにより、クランプ部(51)は、押え突起(53)(53)がフィーレＦの移行路中に出没可能となっている(図５乃至図９参照)。
なお、スライダー(58)(58)をリニアレール(59)(59)上でスライドさせることにより、杆体(52)にフィーレＦからの反力が加わった場合でも杆体(52)は捻れることなく安定して往復動作できる。

エアーシリンダ(56)(56)のストロークは、クランプ部(51)の押え突起(53)(53)が、突出方向に移動したときに、フィーレＦの移行路に約２〜５ｍｍ程度突入し、後退時に移行路から２〜１０ｍｍ程度下がるように設定することが望ましい。

なお、切断刃(41)の昇降及び下流側クランプ機構(50)の動作の詳細については、図５乃至図１０を用いて後述する。

前記切断刃支持台(43)を覆う後カバー(15)上のカメラ(70)は、閉じ状態の後カバー(15)内にて切断受部(37)の前方に位置して切断受部(37)の幅中心に対向し、且つ切断受部(37)上のフィーレＦの断面に焦点が合う様に位置にある。
後カバー(15)内の照明ランプ(72)(72)は、切断受部(37)よりも後方(材料排出側)において、切断受部(37)上のフィーレＦと略同じ高さ位置で、カメラ(70)の左右両側に配備されており、夫々フィーレＦの切断面側を斜め後方から照らすことができる。

カバー(14)(15)は、回転する切断刃(41)に対する安全対策、切断滓の外部への飛散防止に加えて、外の光からフィーレＦの切断面を遮蔽する役割も兼ねている。

切断ユニット(40)の下流側には、図３に示すようにシュート(62)を経て排出コンベア(60)が配備されている。即ち、切断ユニット(40)にて切断されたフィーレＦの切り身は、シュート(62)を落下し、排出コンベア(60)により搬出される。

シュート(62)は、上流側の端部が、前記切断受部(37)との間に、切断刃(41)及びクランプ部(51)が出没及び傾動可能な程度の隙間を存して配備される。この隙間は、切断されたフィーレＦの切り身が他所に脱落することなくシュート(62)に落ちる程度とし、切り身がシュート(62)に上手く落ちるように、シュート(62)の上流側は、切断受部(37)よりも低く、且つ、下流側に向けて下向きに傾斜するように配備することが望ましい。

食品切り分け装置(10)の全ての制御は、制御部(80)により行なわれる。制御部(80)は、記憶部、演算部等を具え、前記送り案内台(21)の駆動装置、送り案内台(21)上のスライド台(22)のスライド駆動装置、切断刃支持台(43)の傾動装置、切断刃駆動装置(42)、切断刃(41)の往復手段、クランプ駆動部(55)などの制御機能を有し、又、前記カメラ(70)の画像処理、データ処理機能も有している。又、制御部(80)は、操作キー群(82)、モニター(83)等を具える。

操作キー群(82)は、フィーレＦをスライスすることに関するデータ入力等、例えば、フィーレＦの切り身の重量設定、フィーレＦが左身か右身かの選択、モニター(83)上でのポインタの移動操作等を行なう際に使用する。

制御部(80)の記憶部は、フィーレＦの重量から自動換算された体積と全長の関係からフィーレＦを複数の形態に分類し、更に、フィーレＦをスライスした一切れの切り身の設定重量(体積)に応じて、送り案内台(21)の水平面内での首振り角度と、スライド台(22)によるフィーレＦの送り量、切断刃(41)の傾動角度の組み合わせを多数のパターン、例えば１５０パターン以上記憶している。

制御部(80)は、フィーレＦを切断するパターンが決めると、切り身の一切れ毎、或いは複数切れ毎に送り案内台(21)の略水平面内での首振り角度、切断刃支持台(43)の傾動角度を自動的に制御する。

フィーレＦの切り身の重量は、予め設定されたプログラムに基づいて、照明ランプ(72)(72)からフィーレＦの切断面を照らしつつ、実写画像をカメラ(70)により撮影することで算出することができる。

上記構成の食品切り分け装置(10)において、基本的な動作を簡単に説明する。
まず、予め切り分けるべきフィーレＦの重量を測定し、操作キー群(82)により左身、右身を選択、切り身の重量設定等を行なった後、フィーレＦを送り案内台(21)に載置して、把持手段(24)でクランプする。

この状態で、スライド台(22)のスライド駆動装置を作動させて、所望の送り量だけフィーレＦを切断ユニット(40)に向けて搬送する。
フィーレＦの先端が切断受部(37)の先端まで搬送されたことが検知されると、フィーレＦの全長を測定する。フィーレＦが切断受部(37)の先端まで搬送したことは、切断受部(37)に膜状光を照射する膜状光照射装置(図示せず)などにより検知できる。

フィーレＦの重量と全長から、予め制御部(80)に記憶されている切断パターンから、切り分けるフィーレＦに対する最適の切断パターンの選択と切り身Ｆ’の枚数を決定し、フローチャート図１０に従って、フィーレＦの切断送りを開始する。

フィーレＦの切断は、カメラ(70)によりフィーレＦの先端を撮像し(ステップ１)、切断面の面積や画素数の近似値に基づいて、設定された体積値に対応するフィーレＦの送り量を決定する(ステップ２)。

得られた送り量に基づいて、フィーレＦの送りを実行すると共に、切断パターンに基づいて切断刃(41)を傾動させる(ステップ３)。

フィーレＦの送りは、スライド台(22)のスライドと(図５の矢印Ｂ)、送り案内台(21)を首振り(図３の矢印Ａ)により行なわれる。なお、このとき、切断ユニット(40)は、図５に示すように、フィーレＦの搬送の邪魔にならないように切断刃(41)を上昇させ、クランプ部(51)を下降させておく。
フィーレＦは、所定の送り量だけ搬送された状態で、切断刃(41)よりも上流側の部位が送り案内台(21)と上流側クランプ機構(30)により保持される。

切断刃(41)の傾動は、切断ユニット(40)の傾動装置を作動させることで、図５に示すように、上記により決定された傾動角度まで切断刃支持台(43)を傾動させることにより行なわれる(図５の矢印Ｃ)。

次に、図６に示すように、下流側クランプ機構(50)のエアーシリンダ(56)(56)を同時に伸長して、クランプ部(51)を図６中矢印Ｄで示すように上昇させることで、クランプ部(51)の押え突起(53)(53)がフィーレＦの下面に当接し、フィーレＦを下側から支える(ステップ４)。

切断刃(41)を回転させた状態で、昇降駆動装置を作動し、切断刃(41)をフィーレＦに接近させ、さらに下降させることで、図７中矢印Ｅで示すように、フィーレＦが切断刃(41)により切断されていく(ステップ５)。このとき、フィーレＦの先端は、クランプ部(51)と切断刃(41)により挟まれるため、フィーレＦの先端が横ズレしたり、下方に垂れてしまうことがない。

望ましくは、切断刃(41)がフィーレＦを完全に切断する前に、図８中矢印Ｇで示すように、エアーシリンダ(56)(56)を縮小し、クランプ部(51)がフィーレＦから離れるようにする(ステップ６)。その理由として、フィーレＦが完全に切断されてからクランプ部(51)を下降させると、フィーレＦがクランプ部(51)にくっついた状態となってしまうことがあるからであり、また、切断刃(41)によりフィーレＦが完全に切断された後、カメラ(70)により切断面の画像を撮像し、次の切り身の送り量や首振り角度、切断刃(41)の傾動角度を決定する必要があるが、この開始を早めるには、フィーレＦが完全に切断されたときには、クランプ部(51)が下降して、撮像の邪魔にならないことが好ましいからである。
より具体的には、フィーレＦの約３分の２が切断されたときに、クランプ部(51)を下降させるように制御することが望ましい。

図９に示すようにさらに切断刃(41)を下降させることで、フィーレＦは完全に切断され(ステップ７)、切断された切り身Ｆ’は、シュート(62)(図９には図示せず)を通って排出コンベア(60)から搬出することができる。

切断された切り身は、フィーレＦが切断時に横ズレしたり、下方に垂れないので、切断面の歪みが殆んどなくきれいに仕上げることができ、切断重量のバラツキも抑えることができる。

切断終了後、切断刃(41)を上昇させて(ステップ８)、再度図５の状態に戻り、フィーレＦが全て切り身に切断されるまで(ステップ９)、上記操作を繰り返す。

なお、切り分けるべき食品は、フィーレＦに限定されず、幅や高さが徐々に変化する材料、例えば肉やその他の食品とすることができることは勿論である。

また、本発明は、切断刃(41)による食品の切断時に、下流側クランプ機構(50)により食品を押さえるようにしたことを特徴とするものであり、送り機構(20)や切断ユニット(40)のその他の構成、排出コンベア(60)、フィーレＦの送り量や首振り角度の決定、制御方法等は、上記実施例に限定されるものではないことは明らかである。

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

(10) 食品切り分け装置
(20) 送り機構
(21) 送り案内台
(30) 上流側クランプ機構
(40) 切断ユニット
(41) 切断刃
(50) 下流側クランプ機構
(51) クランプ部
(52) 杆体
(53) 押え突起
(55) クランプ駆動部
(56) エアーシリンダ
(57) ピストンロッド
(58) スライダー
(59) リニアレール
(60) 排出コンベア
Ｆフィーレ

Claims

切り分けるべき食品を間欠的に搬送する送り機構(20)と、
前記送り機構(20)の上方に配備され、切り分けるべき食品を押さえ付ける上流側クランプ機構(30)と、
送り機構(20)の下流側に配備され、切り分けるべき食品をスライスする切断刃(41)と、該切断刃(41)を食品の移行路に出没可能に往復移動させる往復手段(44)と、を有する切断ユニット(40)と、
該切断ユニット(40)を切断刃(41)の出没角度が可変となるように角度調節する角度調節手段(45)と、
を有する食品切り分け装置において、
切断ユニット(40)には、切断刃(41)の下流側に接近して配備され、食品の移行路を挟んで切断刃(41)とは逆側から出没して、切り分けるべき食品を押さえるクランプ部(51)と、該クランプ部(51)を食品の移行路に向けて出没可能させるクランプ駆動部(55)と、を具える下流側クランプ機構(50)を有することを特徴とする食品切り分け装置。
クランプ部(51)は、食品と接触する部分に複数の針状又は山状の押え突起(53)を具える請求項１に記載の食品切り分け装置。
切断ユニット(40)は、往復手段(44)を保持する切断刃支持台(43)を有しており、
該切断刃支持台(43)には、食品の移行路の左右に一対のクランプ駆動部(55)(55)が配備され、両クランプ駆動部(55)(55)間にクランプ部(51)が懸架されている請求項１又は請求項２に記載の食品切り分け装置。
クランプ駆動部(55)は、クランプ部(51)を出没させるエアーシリンダ(56)と、クランプ部(51)を案内するリニアレール(59)を有する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の食品切り分け装置。
送り機構(20)は、左右に首振り可能である請求項１乃至請求項４の何れかに記載の食品切り分け装置。
切り分けるべき食品の切断面を切断刃(41)の下流側から撮像する撮像手段を有し、撮像された画像に基づいて、送り機構(20)による食品の送り量及び切断刃(41)の角度を調整する請求項１乃至請求項５の何れかに記載の食品切り分け装置。
クランプ駆動部(55)は、往復手段(44)が切断刃(41)を食品に向けて接近させたときにクランプ部(51)を食品に押し付け、切断刃(41)による食品の切断が開始された後、食品が完全に切断される前にクランプ部(51)を食品から離れる方向に移動させる請求項１乃至請求項６の何れかに記載の食品切り分け装置。