JP2017100265A - 食品切断装置及び食品切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の厚みを有する円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるにあたり、異なるカット数に対応するための交換部品等に要する設備コスト、カット数を変更する際の部品交換作業等に要する作業時間等を軽減することのできる食品切断装置及び食品切断方法を提供する。
【解決手段】一対の切断刃１１，１１は、切断部昇降機構３０により下降してカット片を切断し、切断部移動機構５０により前方側（ケーキＣＫの半径方向外側）へ移動してカット片をカット片切断後のケーキＣＫの未切断部分から分離し、切断部昇降機構３０により上昇してケーキＣＫの上方に退避し、切断部移動機構５０により後方側（ケーキＣＫの半径方向内側）へ移動して交点をケーキＣＫの中心線ＣＣに復帰させ、ケーキ回動機構４０により中心線ＣＣ周りで相対回動して等分交差角又はその２倍での周方向相対送りを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ホールケーキ（仏語ではガトー、独語や伊語ではトルテと呼ぶ）、ピザ、チーズ、鏡餅のように、所定の厚みを有する円形状の食品、又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断装置及び食品切断方法に関し、柔軟性を有し変形しやすい食品の切断にも適する。

商品としての製造場面、パーティ等での消費場面を問わず、ケーキ、ピザのように所定の厚みを有する円形状食品を板状の切断刃で扇形状に分割する際、複数（特に奇数）のカット片をすべて等しい大きさに揃えて切り分けることは熟練した職人であっても難しい。そこで、例えば特許文献１のように、カット数に応じて放射状に形成された複数のナイフ用ガイド溝を有する補助プレートを用いることにより、あるいは特許文献２のように、カット数に応じて放射状に配置された複数の切断刃を有する昇降板を用いることにより、円形状食品を均等にカットする技術が知られている。

これらによれば、補助プレートのガイド溝（特許文献１）や昇降板の切断刃（特許文献２）に対応したカット数に均等に分割することができる。しかしながら、特に業務用にあっては、稼働率を向上するために互換性のある補助プレートや昇降板を奇数・偶数関係なくあらゆるカット数に対して常に揃えておく必要があり、交換部品や交換用治具・工具に対する設備コストが非常に大きくなる。また、カット数を変更するたびにこれらの交換・調整・試運転に要する作業時間も累積される。

なお、これらの食品においては、（たとえ複数のカット片に均等に切り分けられた場合であっても）切断直後の切断面同士が再付着しやすく、再付着した切断面を引き離す際にカット片の変形や型崩れを生じるおそれもある。そして、特許文献１,２に示すケーキやピザにおいては装飾やトッピングが付き物であるから、このような変形や型崩れが顕著に現れる傾向がある。

特開２０１０−２６８９７６号公報 特表２０００−５０５００２号公報

本発明の課題は、所定の厚みを有する円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるにあたり、異なるカット数に対応するための交換部品等に要する設備コスト、カット数を変更する際の部品交換作業等に要する作業時間等を軽減することのできる食品切断装置及び食品切断方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の食品切断装置は、
所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断装置であって、
平面視において前記食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で前記食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
前記食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角（つまり挟角）を調節可能な角度調節機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、を備え、
前記一対の切断刃は、前記角度調節機構により前記食品を等分割し得る等分交差角に調節され、かつ前記昇降機構による相対下降に基づくカット片の切断と、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づく前記等分交差角又はその２倍の周方向相対送りとを繰り返すことによって、前記食品を前記複数のカット片に等分割することを特徴とする。

上記食品切断装置では、一対の切断刃が、角度調節機構により等分交差角に調節され、昇降機構により相対下降してカット片を切断し、回動機構により中心線周りで相対回動して周方向相対送りされる。このように、一対の切断刃の等分交差角を調節するのみで奇数・偶数を問わずカット数を変更することができるので、交換部品、治具・工具等に要する設備コストや部品交換作業等に要する作業時間が軽減される。これによって、メンテナンスに係る負担が抑制され、食品切断装置の稼働率が向上する。

「所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状食品」の代表例は、装飾を施したデコレーションケーキ等のホールケーキ（独語や伊語では一般的にトルテと呼ぶ）やトッピングを施したピザであるが、その他にチーズ、鏡餅等も含まれる。なお、「Ｖ字」には鋭角、直角及び鈍角が含まれる。

上記食品切断装置において、一対の切断刃と食品とを食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構を備え、
一対の切断刃は、切断したカット片を挟んだ状態で移動機構により食品の半径方向外側に相対移動し、その切断したカット片とカット片切断後の食品の未切断部分とを分離する。

このように、一対の切断刃が切断直後のカット片とともに半径方向外側へ相対移動することによって個々のカット片が未切断部分から分離されるので、カット数にかかわらず切断直後の切断面同士の再付着が防止され、カット片の変形や型崩れを防止できる。

なお、「一対の切断刃と食品とを食品の半径方向に相対移動」には以下の場合が含まれる。
（１）食品のみを半径方向に移動する場合；
（２）一対の切断刃のみを食品の半径方向に移動する場合；
（３）一対の切断刃と食品とをともに食品の半径方向に（所定の速度差で）移動する場合；
（４）一対の切断刃と食品とをそれぞれ任意の方向に移動し、合成速度が食品の半径方向に相対移動することとなる場合。

上記食品切断装置において、切断部は、一対の切断刃をその昇降方向に沿って一体的に超音波振動させるための超音波振動子を含み、
一対の切断刃は同一の矩形状に形成され、かつ各々の切断刃は、昇降方向に直交する下辺部に形成された半径方向刃部と、昇降方向に沿う左右の側辺部に対称的に形成された昇降方向刃部とを有する。

このように、一対の切断刃は半径方向刃部と昇降方向刃部とを有する同一の矩形状に形成され、超音波振動子により一体的に駆動される。したがって、一対の切断刃が食品に対し相対下降することによって、食品にはＶ字状に拡開した２つの平滑な切断面が形成され、等分交差角を有するカット片として切り取ることができる。なお、「矩形」には長方形と正方形とが含まれる。

上記食品切断装置において、一対の切断刃は、各々の切断刃の交点を形成する昇降方向刃部の先端が食品の中心線上において等分交差角をなすように配置され、昇降方向に沿って同期して超音波振動する。

このように、等分交差角をなす一対の切断刃は、同期して超音波振動しながらその交点が食品の中心線上を移動（相対下降）する。したがって、食品から切り取られるカット片には、等分交差角でＶ字状に拡開した滑らかな切断面が同時形成される。

また、上記課題を解決するために、本発明の食品切断方法は、
所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断方法であって、
平面視において前記食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で前記食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
前記食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角（つまり挟角）を調節可能な角度調節機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とを該食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構と、を備え、
前記一対の切断刃は、
前記角度調節機構により前記食品を等分割し得る等分交差角に調節された後、前記昇降機構による相対下降に基づきカット片を切断し、前記移動機構による前記食品の半径方向外側への相対移動に基づきその切断したカット片を当該カット片切断後の前記食品の未切断部分から分離し、前記昇降機構による相対上昇に基づき前記食品の上方に退避し、前記移動機構による前記食品の半径方向内側への相対移動に基づき前記交点を前記食品の中心線に復帰させ、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づき前記等分交差角又はその２倍での周方向相対送りを実行することを特徴とする。

上記食品切断方法では、一対の切断刃が、角度調節機構により等分交差角に調節され、昇降機構により相対下降してカット片を切断し、移動機構により半径方向外側へ相対移動してカット片を未切断部分から分離し、昇降機構により相対上昇して食品の上方に退避し、移動機構により半径方向内側へ相対移動して交点を中心線に復帰させ、回動機構により中心線周りで相対回動して周方向相対送りされる。このように、一対の切断刃の等分交差角を調節するのみで奇数・偶数を問わずカット数を変更することができるので、交換部品、治具・工具等に要する設備コストや部品交換作業等に要する作業時間が軽減される。また、一対の切断刃が切断直後のカット片とともに半径方向外側へ相対移動することによって個々のカット片が未切断部分から分離されるので、カット数にかかわらず切断直後の切断面同士の再付着が防止され、カット片の変形や型崩れを防止できる。したがって、カット片の製造能力を高めるとともに、不良品の発生を抑制することができる。

上記食品切断方法において、食品をカット片に切り分ける際のカット数Ｎが奇数に設定されるとき、
一対の切断刃は、食品に対して切断、分離、退避、復帰及び等分交差角θ＝３６０°／Ｎの２倍相当分での周方向相対送りのサイクルを（Ｎ＋１）／２回にわたり繰り返し実行し得る。

このように、食品切断サイクルにおける周方向相対送り角度を等分交差角θの２倍相当分とする（すなわち、カット片を１個ずつ飛ばして周方向相対送りを行う）ことによって、切断直後の切断面同士の再付着を防止しながら約半分のサイクル回数で奇数個Ｎのカット片に切り分けることができる。なお、（Ｎ＋１）／２は、［Ｎ／２］＋１と表わすこともできる（ただし、［Ｎ／２］はＮ／２の整数部分を意味する）。

また、カット数Ｎが奇数の場合には、最終サイクルの周方向相対送り角度が等分交差角θ相当分であるときちょうど1周分（３６０°）周回することになるが、この最終の周方向相対送り角度は２θ相当分又は０°（周方向相対送りなし）であってもよいし、あるいはそれら以外の任意の角度であってもよい。

その理由は次の通りである。そもそも、カット数Ｎが奇数、偶数いずれであっても、最終サイクルの周方向相対送り開始時点においてすべてのカット片はすでに切断・分離されている。したがって、最終サイクルを含む全サイクルのトータルでの周方向相対送り角度が３６０°を超過したり（このとき最終の周方向相対送り角度は、カット数Ｎが奇数ではθ超、偶数では２θ超）、それとは逆に３６０°に足りなかったり（このとき最終の周方向相対送り角度は、カット数Ｎが奇数ではθ未満、偶数では２θ未満）することがあっても、個々のカット片や切断後の食品全体の取り出し等には何ら支障は生じない。

本発明に係る食品切断装置の一例としてポータブル型ケーキカッターを示す斜視図。 図１のケーキカット主要部を拡大して示す平面図。 ケーキカットの概念説明図。 図１におけるケーキカット処理を表わすフローチャート。 図４の各工程を模式的に表わす説明図。 本発明に係る食品切断装置の他の例として据置型ケーキカッターを示す平面図。 図６の部分断面正面図。 ケーキカットの概念説明図。 ケーキカット前の工程を模式的に表わす説明図。 図６におけるカット前処理を表わすフローチャート。 図６におけるケーキカット処理を表わすフローチャート。 図１１の各工程を模式的に表わす説明図。 正五角形状食品を５等分割する場合の概念説明図。

（実施例１）
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る食品切断装置の具体的事例として、ポータブル型ケーキカッターの一実施例を示す斜視図であり、図２は主要部を拡大して示す平面図である。このポータブル型ケーキカッター（以下、単にケーキカッターともいう）１００は、所定の高さＳＨを有するとともに柔軟性を有し変形しやすい円形状のケーキＣＫ（円形状食品）を周方向に等分割して扇形状の複数のカット片ＣＰ（図３では９個のカット片ＣＰ１〜ＣＰ９）に切り分けることができ、例えばパーティー会場等で市販のデコレーションケーキを容易に奇数カットできる。

ケーキカッター１００は、ケーキＣＫを扇形状のカット片ＣＰに分割するための切断部１０、カット片ＣＰの切断角を変更・調節するための角度調節機構２０、切断部１０を昇降するための切断部昇降機構３０（昇降機構）、ケーキＣＫを回動するためのケーキ回動機構４０（回動機構）、切断部１０を前後方向に水平移動するための切断部移動機構５０（移動機構）、切断部１０等の作動を制御するための制御部６０及びケーキカッター１００を操作するための操作部７０を備え、これらはメインテーブル１（本体枠）に設けられる。

切断部１０は、ケーキＣＫの上方に配置され同一の矩形状に形成された一対のレシプロ式の切断刃１１，１１を含む。各々の切断刃１１は、上下方向（すなわち後述する昇降方向）に直交する下辺部に形成された半径方向刃部１１ａと、昇降方向に沿う左右の側辺部に対称的に形成された昇降方向刃部１１ｂ，１１ｂとを有する。一対の切断刃１１，１１は、平面視においてケーキＣＫの中心線ＣＣと一致する交点ＩＳを有し、ケーキＣＫを複数のカット数Ｎ（この実施例ではＮ＝９）の扇形状のカット片ＣＰに等分割し得る等分交差角θ（この実施例ではθ＝４０°）でＶ字状（ここでは鋭角状）に交わる（図３参照）。具体的には、各々の切断刃１１の交点ＩＳを形成する昇降方向刃部１１ｂの先端がケーキＣＫの中心線ＣＣ上において等分交差角θをなすように配置される。

また、切断部１０は、一対の切断刃１１，１１をその昇降方向に沿って一体的に超音波振動させるためのホーン付き超音波振動子１３，１３を含む。振動子１３，１３は、超音波振動発生器１２（超音波振動機構）により切断刃１１，１１を昇降方向に沿って同期して超音波振動する。したがって、超音波振動発生器１２と後述する切断部昇降機構３０とが、等分交差角θで拡開する半径方向刃部１１ａ，１１ａと中心線ＣＣに沿って形成される昇降方向刃部１１ｂ，１１ｂとを駆動し、円形状のケーキＣＫを扇形状のカット片ＣＰに等分割する。

角度調節機構２０は、ケーキＣＫの中心線ＣＣと同軸の二重構造又は上下分割構造であって、後述する昇降フレーム３１に回転可能に支持される回転軸２１と、その回転軸２１から二股状に分岐して切断刃１１，１１（具体的には振動子１３，１３）をそれぞれ保持する支持アーム２２，２２とを含む。回転軸２１を中心に両支持アーム２２，２２を回動調整することにより、等分交差角θ（つまり、一対の切断刃１１，１１の挟角）を変更調節できる。

切断部昇降機構３０は、回転軸２１（ひいては切断部１０）を回転可能に支持するとともに、２本の昇降シリンダ３１ａ，３１ａ（昇降駆動源）によって上下昇降する昇降フレーム３１（昇降枠）を含む。昇降シリンダ３１ａ，３１ａの伸縮により、一対の切断刃１１，１１の交点ＩＳがケーキＣＫの中心線ＣＣ上を上下移動する（図１に示すように、一対の切断刃１１，１１の昇降ストロークＳＨは、後述する入力スイッチ７１によりケーキＣＫの高さとほぼ等しく設定される）。

ケーキ回動機構４０は、図示しない載置シート（例えばシリコン製）を介してケーキＣＫが載置されるとともに、テーブルモータ４１ａ（回動駆動源）によってメインテーブル１上で回転するターンテーブル４１（回動枠）を含む。テーブルモータ４１ａの回転により、ケーキＣＫが中心線ＣＣの周りに回動して周方向送りされる（図５において周方向送り角は等分交差角θの２倍である）。つまり、一対の切断刃１１，１１は、ケーキ回動機構４０により中心線ＣＣ周りで相対回動して、等分交差角θ又はその２倍である２θでの周方向相対送りを実行できる。

切断部移動機構５０は、昇降シリンダ３１ａ，３１ａを固定支持するとともに、メインテーブル１に立設されたメインフレーム２（本体枠）に固定支持された２本の前後移動シリンダ５１ａ，５１ａ（移動駆動源）によって前後方向（すなわちケーキＣＫの半径方向）に水平移動する前後移動フレーム（移動枠）５１を含む。前後移動シリンダ５１ａ，５１ａの伸縮により、一対の切断刃１１，１１が切断したカット片ＣＰを挟んだ状態でケーキＣＫの半径方向外側に移動し、切断したカット片ＣＰとそのカット片切断後のケーキＣＫの未切断部分ＮＣＳとを分離する（図５に示す一対の切断刃１１，１１の分離ストロークＳＲは、後述する入力スイッチ７１により手動で設定入力される）。

制御部６０はＩＣ制御基板等を含み、切断部１０、切断部昇降機構３０、ケーキ回動機構４０、切断部移動機構５０等の作動を制御する。また、操作部７０は、カット数Ｎ、昇降ストロークＳＨ、分離ストロークＳＲ等を入力するための入力スイッチ７１、連続ケーキカットを開始させるためのスタートスイッチ７２、緊急時にケーキカッター１００を停止させるためのストップスイッチ７３（緊急停止スイッチ）等を含む。これらのスイッチ７１，７２，７３は押しボタン、タッチパネル等で構成され、その操作信号は制御部６０に入力される。

具体的には、制御部６０により一対の切断刃１１，１１は以下の通り作動する。すなわち、一対の切断刃１１，１１は、切断部昇降機構３０により下降してカット片ＣＰを切断し、切断部移動機構５０により前方側（ケーキＣＫの半径方向外側）へ移動してカット片ＣＰをカット片切断後のケーキＣＫの未切断部分ＮＣＳから分離し、切断部昇降機構３０により上昇してケーキＣＫの上方に退避し、切断部移動機構５０により後方側（ケーキＣＫの半径方向内側）へ移動して交点ＩＳをケーキＣＫの中心線ＣＣに復帰させ、ケーキ回動機構４０により中心線ＣＣ周りで相対回動して等分交差角θ又はその２倍である２θでの周方向相対送りを実行する。

カット数Ｎが奇数の場合（この実施例ではＮ＝９）、一対の切断刃１１，１１はケーキＣＫに対して切断、分離、退避、復帰及び２θ相当分での周方向相対送りを１サイクルとして（Ｎ−１）／２回（この実施例では４回）繰り返し、その後、切断、分離、退避、復帰及びθ相当分での周方向相対送りを最終１サイクル実行する。

次に、図４のフローチャートと図５の説明図とを参照して、ケーキカッター１００によるケーキカットの具体例を説明する。

＜初期設定＞
Ｓ１にて初期設定を行う。具体的には、角度調節機構２０により等分交差角θを調節し（ここではθ＝４０°）、入力スイッチ７１からカット数Ｎ（ここではＮ＝９）、昇降ストロークＳＨ（例えばＳＨ＝１０ｃｍ）、分離ストロークＳＲ（例えばＳＲ＝１ｃｍ）をそれぞれ入力した後、ターンテーブル４１に載置シートを介してケーキＣＫを載置する。

＜１サイクル目（第一カット片ＣＰ１）のカット処理＞
Ｓ２にてスタートスイッチ７２をＯＮすると、Ｓ３にてカットカウンタｎ＝０がセットされる（ｎは０を含む自然数）。Ｓ４にて、切断部昇降機構３０により一対の切断刃１１，１１が下降して、第一カット片ＣＰ１を切断する。

Ｓ５にて、切断部移動機構５０により一対の切断刃１１，１１が、切断した第一カット片ＣＰ１を挟んだ状態で前方側（ケーキＣＫの半径方向外側）に移動し（分離ストロークＳＲ）、第一カット片ＣＰ１と未切断部分ＮＣＳとを分離する。

Ｓ６にて、一対の切断刃１１，１１が原点位置に戻る。具体的には、切断部昇降機構３０により一対の切断刃１１，１１がケーキＣＫの上方に上昇し（退避）、切断部移動機構５０により一対の切断刃１１，１１が後方側（ケーキＣＫの半径方向内側）へ移動してその交点ＩＳがケーキＣＫの中心線ＣＣと一致する（復帰）。

Ｓ７にてカットカウンタｎがインクリメントされる。ここではｎ＝１となり、１回目のカット終了すなわち第一カット片ＣＰ１の切断終了が記憶される。

次に周方向送りの実行後にカット処理を継続するか否かが判断される。具体的には、Ｓ８にてｎがＮ／２以下であるか否かを判断し、Ｎ／２以下であれば（Ｓ８でＹｅｓ）Ｓ９にてケーキ回動機構４０によりケーキＣＫが２θ相当分での周方向送りを実行した後、Ｓ１０にてｎ＝Ｎ／２であるか否かを判断する。ｎ＝Ｎ／２でなければ（Ｓ１０でＮｏ）Ｓ４にリターンしてカット処理を継続する一方、ｎ＝Ｎ／２であれば（Ｓ１０でＹｅｓ）カット処理を終了する。また、ｎがＮ／２超であれば（Ｓ８でＮｏ）Ｓ９９にてケーキ回動機構４０によりケーキＣＫがθ相当分での周方向送りを実行した後、カット処理を終了する。ここでは、Ｎ＝９、ｎ＝１であるから、Ｓ９にて２θ相当分の周方向送りを実行後にＳ４にリターンしてカット処理を継続する。

＜２サイクル目（第三カット片ＣＰ３）のカット処理＞
前のサイクルで２θの周方向送り（Ｓ９）がなされているので、このサイクルのカット処理では、第三カット片ＣＰ３について切断（Ｓ４）、分離（Ｓ５）、戻り（退避・復帰Ｓ６）の各工程が実行される。なお、図５に示すように、第三カット片ＣＰ３の切断（Ｓ４）に伴って、第一カット片ＣＰ１と第三カット片ＣＰ３との間に第二カット片ＣＰ２が形成される。Ｓ７にてカットカウンタｎがインクリメントされてｎ＝２となり、Ｓ９にて２θ相当分の周方向送りを実行後にＳ４に再リターンしてカット処理を継続する。

＜３サイクル目（第五カット片ＣＰ５）のカット処理＞
３サイクル目のカット処理でも２サイクル目と同様に、第五カット片ＣＰ５について切断（Ｓ４）、分離（Ｓ５）、戻り（退避・復帰Ｓ６）の各工程が実行され、第四カット片ＣＰ４が同時に形成される。また、Ｓ７におけるカットカウンタｎのインクリメント（ｎ＝３）、及びＳ９における２θの周方向送りの実行後には、カット処理を継続するためにＳ４に再リターンする。

＜４サイクル目（第七カット片ＣＰ７）のカット処理＞
４サイクル目のカット処理でも３サイクル目と同様に、第七カット片ＣＰ７について切断（Ｓ４）、分離（Ｓ５）、戻り（退避・復帰Ｓ６）の各工程が実行され、第六カット片ＣＰ６が同時に形成される。また、Ｓ７におけるカットカウンタｎのインクリメント（ｎ＝４）、及びＳ９における２θの周方向送りの実行後には、カット処理を継続するためにＳ４に再リターンする。ただし、偶数カット（例えばカット数Ｎ＝８）の場合には、Ｓ１０でＹｅｓ（すなわち、ｎ＝Ｎ／２＝４）となってカット処理を終了する。

＜５サイクル目（第九カット片ＣＰ９）のカット処理＞
最終となる５サイクル目のカット処理においても、第九カット片ＣＰ９についてＳ４の切断工程、Ｓ５の分離工程及びＳ６の戻り工程（退避・復帰）の実行により、第八カット片ＣＰ８が同時に形成される。そして、Ｓ７におけるカットカウンタｎのインクリメント（ｎ＝５）によりｎがＮ／２超となるので（Ｓ８でＮｏ）、Ｓ９９にてθ相当分での周方向送り工程を実行した後カット処理を終了する。なお、Ｓ９９における周方向送りをＳ９と同じ２θ相当分に揃えた場合、１〜５サイクルの合計周方向送り角度は３６０°を超過することになるが、カット処理終了後の第一〜第九カット片ＣＰ１〜ＣＰ９の取り出しや次のケーキＣＫのカット処理に支障は生じない。

このように、一対の切断刃１１，１１の等分交差角θを調節するのみでカット数Ｎを変更することができるので、交換部品、治具・工具等に要する設備コストや部品交換作業等に要する作業時間が軽減される。また、一対の切断刃１１，１１が切断直後のカット片ＣＰとともに前方側（ケーキＣＫの半径方向外側）へ移動することによって個々のカット片ＣＰ１〜ＣＰ９が未切断部分ＮＣＳから分離されるので、切断直後の切断面同士の再付着が防止され、カット片ＣＰの変形や型崩れを防止できる。したがって、カット片ＣＰの製造能力を高めるとともに、不良品の発生を抑制することができる。

（実施例２）
図６は本発明に係る食品切断装置の具体的事例として、据置型ケーキカッターの一実施例を示す平面図であり、図７はその正面図である。この据置型ケーキカッター（以下、単にケーキカッターともいう）２００は、所定の高さＳＨを有するとともに柔軟性を有し変形しやすい円形状のケーキＣＫを周方向に等分割して扇形状の複数のカット片ＣＰ（図８では５個のカット片ＣＰ１〜ＣＰ５）に切り分けることができ、例えばケーキ製造工場等で製造直後のデコレーションケーキを容易に奇数カットできる。

ケーキカッター２００は、ケーキＣＫを扇形状のカット片ＣＰに分割するための切断部１０、カット片ＣＰの切断角を変更・調節するための角度調節機構２０、切断部１０を昇降及び回動するためのボールねじスプライン機構１４０（昇降機構；回動機構）、切断部１０を前後方向に水平移動するための切断部移動機構１５０ＢＬ（移動機構）、ケーキＣＫを搬送方向（左右方向）に水平移動するためのケーキ移動機構１５０ＣＫ（移動機構）、切断部１０等の作動を制御するための制御部１６０及びケーキカッター２００を操作するための操作部７０を備え、これらはメインフレーム１０１（固定枠）に設けられる。

図６及び図７に示すケーキカッター２００はカット数Ｎ＝５のカット片ＣＰ１〜ＣＰ５に切断する場合を例示し、例えばシリコン製の載置シートＳＴに載置されたケーキＣＫをカットコンベア１５２（搬送体）の搬送面１５２ｂに載置して１個ずつ水平方向に搬送するケーキ移動機構１５０ＣＫには、カットコンベア１５２上のケーキＣＫを個別に（１個ずつ）撮影するための上方カメラ１０４及び側方カメラ１０５が付設されている。また、カットコンベア１５２の上流側には、作業者が載せたケーキＣＫをカットコンベア１５２へ搬入するための搬入コンベア１０６が配置される一方、カットコンベア１５２の下流側には、５個のカット片ＣＰを搬出するための搬出コンベア１０７が配置されている。これらのコンベア（搬入コンベア１０６，搬出コンベア１０７，カットコンベア１５２）は無端帯ベルト製であり、循環回転を同時に開始し同時に停止するように、各コンベアモータ（搬入コンベアモータ１０６ａ，搬出コンベアモータ１０７ａ，カットコンベアモータ１５２ａ（移動駆動源））によって同期駆動し同期停止される。

上方カメラ１０４はカットコンベア１５２の上方に配置され、搬送面１５２ｂに載置されたケーキＣＫの平面視画像を個別に撮影する。一方、側方カメラ１０５はカットコンベア１５２の搬送面１５２ｂを見通すことのできる側方部に配置され、搬送面１５２ｂに載置されたケーキＣＫの立面視画像を個別に撮影する。

上方カメラ１０４と側方カメラ１０５とは搬送方向においてほぼ同じ位置に配置されているので、１個のケーキＣＫの平面視画像と立面視画像とはほぼ同時に撮影される。上方カメラ１０４で平面視画像を撮影されかつ側方カメラ１０５で立面視画像を撮影されたケーキＣＫは、切断部１０に設けられたレシプロ式の一対の切断刃１１，１１による切断（すなわち、扇形状の複数のカット片ＣＰへの分割）の対象となる。

切断部１０の一対の切断刃１１，１１は、上方カメラ１０４及び側方カメラ１０５よりも搬送方向の下流側に配置され、上下方向に昇降可能である。また、一対の切断刃１１，１１は、カットコンベア１５２の上方において平面視での位置変更（この実施例では、前後方向すなわちカットコンベア１５２の幅方向への平行移動と交点ＩＳ周りでの回動）が可能である。

具体的には、各々の切断刃１１は、所定の切断幅（例えば２１０ｍｍ）を有する平板状であり、一対の切断刃１１，１１の交点ＩＳが搬送面１５２ｂに直交する垂直軸１４１の周りに回転可能となるように軸支されている。なお、垂直軸１４１はボールねじスプライン軸で構成され、後述するように切断時にはケーキＣＫの中心線ＣＣと一致する。

ケーキカッター２００には、一対の切断刃１１，１１を垂直軸１４１とともにベルト幅方向すなわち前後方向へ平行移動させるための切断部移動機構１５０ＢＬが備えられている。この切断部移動機構１５０ＢＬは、カットコンベア１５２を概ね門形状に取り囲んで配置されるメインフレーム１０１（固定枠）に固定された前後移動シリンダ１５１ａ（移動駆動源）と、そのメインフレーム１０１に対してベルト幅方向（前後方向）へ平行移動可能なサブフレーム１５１（前後移動枠）とメインフレーム１０１との間に設置された直線ガイド１５１ｂとを含む。前後移動シリンダ１５１ａは電動式又は空気圧式が推奨される。なお、メインフレーム１０１には、前方側に延びるステー１０２を介してレーザービーム発生器１０３が固定され、カットコンベア１５２及び搬入コンベア１０６に共通の搬送中心線ＢＣ（各ベルトの幅方向すなわち前後方向の中心線）に向けてレーザービームＬＢを照射する。

また、ケーキカッター２００には、一対の切断刃１１，１１を垂直軸１４１の周りに回動（具体的には、一対の切断刃１１，１１を垂直軸１４１とともに一体的に回転）させるための回動機構と、一対の切断刃１１，１１（すなわち垂直軸１４１）を上下方向に昇降移動させるための昇降機構とを兼用したボールねじスプライン機構１４０が備えられている。昇降及び回動機構であるボールねじスプライン機構１４０はボールねじとボールスプラインとの複合機構であり、一対の切断刃１１，１１の垂直軸１４１は、ねじ溝とスプライン溝とが形成された単一のボールねじスプライン軸として昇降運動及び回転運動を行う。

サブフレーム１５１に固定されたねじナット用モータ１４３の回転は、ねじナット用タイミングベルト１４４とサブフレーム１５１に固定されたボールねじナット１４２とを介して垂直軸１４１に伝達される。同じくサブフレーム１５１に固定されたスプライン外筒用モータ１４６の回転は、スプライン外筒用タイミングベルト１４７とサブフレーム１５１に固定されたボールスプライン外筒１４５とを介して垂直軸１４１に伝達される。その結果、垂直軸１４１はサブフレーム１５１、つまりボールねじナット１４２及びボールスプライン外筒１４５に対して昇降及び相対回転可能に保持される。また、垂直軸１４１の下端部には回転軸２１が固定されている。

これによって、ねじナット用モータ１４３（すなわち、ねじナット用タイミングベルト１４４）のみを駆動回転させると、垂直軸１４１は（回転せずに）昇降運動を行う。例えば、ねじナット用モータ１４３を平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸１４１は下降し、反時計回りに駆動回転させると上昇する。一方、ねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６をともに同方向に駆動回転させると、垂直軸１４１は（昇降せずに）同方向に回転運動を行う。例えば、ねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６を平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸１４１は時計回りに回転し、反時計回りに駆動回転させると反時計回りに回転する。なお、スプライン外筒用モータ１４６（すなわち、スプライン外筒用タイミングベルト１４７）のみを回転させると、垂直軸１４１は回転運動と昇降運動を同時に（いわゆるスパイラル運動）行うこともできる。例えば、スプライン外筒用モータ１４６を平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸１４１は時計回りに回転しかつ上昇し、反時計回りに駆動回転させると反時計回りに回転しかつ下降する。

なお、ボールねじスプライン機構１４０の基本的な伝動構造は、特公平５−７０７４４号公報、特公平７−９２６０号公報、特開昭６２−４９０７０号公報等の文献記載内容と同じであるので、詳細部分（例えば、ボールねじナット１４２やボールスプライン外筒１４５と垂直軸１４１との間の軸受構造）の説明を省略した。

このように、ボールねじスプライン機構１４０においてねじナット用モータ１４３のみが駆動回転する場合には、垂直軸１４１は昇降運動のみを行うので、ボールねじスプライン機構１４０は一対の切断刃１１，１１の昇降機構として機能する。一方、ボールねじスプライン機構１４０においてねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６がともに同方向に駆動回転する場合には、垂直軸１４１は回転運動のみを行うので、ボールねじスプライン機構１４０は一対の切断刃１１，１１の回動機構として機能する。

制御部１６０は、演算装置であるＣＰＵ１６１と、読み取り専用記憶装置であるＲＯＭ１６２と、読み書き可能な主記憶装置でありワークエリアとして使用されるＲＡＭ１６３と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１６４とを中心に構成されている。入出力インターフェース１６４を介して制御部１６０と、搬入コンベアモータ１０６ａ，搬出コンベアモータ１０７ａ，カットコンベアモータ１５２ａ，レーザービーム発生器１０３，上方カメラ１０４，側方カメラ１０５，前後移動シリンダ１５１ａ，ねじナット用モータ１４３，スプライン外筒用モータ１４６，超音波振動発生器１２等との間の信号が入出力される（図７参照）。また、上方カメラ１０４及び側方カメラ１０５の撮影データは画像処理部１６５でデジタル演算処理された後、画像表示部１６５に表示される。

制御部１６０のＣＰＵ１６１は、側方カメラ１０５で撮影したケーキＣＫの立面視画像における厚みに応じて、上方カメラ１０４で撮影したケーキＣＫの平面視画像における長さの目盛りを校正する。また、ＣＰＵ１６１は、昇降ストロークＳＨをケーキＣＫの高さとほぼ等しくなるように設定し、分離ストロークＳＲ（図１２参照）をケーキＣＫの高さに見合う大きさになるように設定する。

制御部１６０のＣＰＵ１６１は、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａとケーキ移動機構１５０ＣＫのカットコンベアモータ１５２ａとを駆動制御する。これによって、切断部移動機構１５０ＢＬによる一対の切断刃１１，１１の前後方向（ベルト幅方向）への移動ベクトルと、ケーキ移動機構１５０ＣＫによるケーキＣＫの左右方向（搬送方向）への移動ベクトルとの合成ベクトルにおいて、一対の切断刃１１，１１のケーキＣＫの半径方向への相対移動量が分離ストロークＳＲ（設定値）に等しくなるように調整される。なお、「移動ベクトル」及び「合成ベクトル」には正負の向きと移動量の絶対値とが含まれる。

また、制御部１６０のＣＰＵ１６１は、ボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３とスプライン外筒用モータ１４６とを駆動制御する。これによって、一対の切断刃１１，１１はケーキＣＫの中心線ＣＣに沿って昇降し、あるいはケーキＣＫの中心線ＣＣ周りで回動する。

次に、図１０，図１１のフローチャートと図１２の説明図とを参照して、ケーキカッター２００によるケーキカットの具体例を説明する。

＜カット前処理＞
図１０のカット前処理では、Ｓ１１にて手動設定を行う。具体的には、角度調節機構２０により等分交差角θを調節し（ここではθ＝７２°）、入力スイッチ７１からカット数Ｎ（ここではＮ＝５）を入力する。

Ｓ２１にてスタートスイッチ７２をＯＮすると、Ｓ２２にて搬入コンベア１０６，カットコンベア１５２，搬出コンベア１０７が同時に送り方向に回転を開始し、レーザービーム発生器１０３が搬送中心線ＢＣに向かってレーザービームＬＢを照射する（図３参照）。Ｓ２３にて作業者が搬入コンベア１０６に載置した切断前の載置シートＳＴ付きケーキＣＫはカットコンベア１５２に移送され、Ｓ２４にて上方カメラ１０４，側方カメラ１０５がケーキＣＫの画像を撮影する。

Ｓ２５にて自動設定を行う。具体的には、図９に示すように、上方カメラ１０４の平面視撮像範囲ＰＰＡにおいて撮影されたケーキＣＫの画像解析から中心線ＣＣの位置が求められ、中心線ＣＣが搬送中心線ＢＣと一致しないときには、そのずれ量すなわち一対の切断刃１１，１１の前後方向調整移動距離ＬＡが設定される。また、側方カメラ１０５で撮影したケーキＣＫの立面視画像から、昇降ストロークＳＨ（例えばＳＨ＝１０ｃｍ）及び分離ストロークＳＲ（例えばＳＲ＝１ｃｍ）が設定される。

Ｓ２６にて一対の切断刃１１，１１の位置補正を行う。具体的には、切断対象のケーキＣＫが搬送距離ＬＣ（すなわち、撮影時点の中心線ＣＣと一対の切断刃１１，１１の交点ＩＳとの間の距離）を搬送される間に、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａを駆動して、一対の切断刃１１，１１を前後方向調整移動距離ＬＡだけ移動すればよい。その後、Ｓ２７にて搬入コンベア１０６，カットコンベア１５２，搬出コンベア１０７を停止する。

＜ケーキカット処理＞
図１１のケーキカット処理は実施例１（図４）のＳ３以降と類似するが、カット数Ｎの差異によりカット回数（サイクル数）が異なる。また、各工程における制御内容も異なる。以下、具体的に説明する。

＜１サイクル目（第一カット片ＣＰ１）のカット処理＞
Ｓ３にてカットカウンタｎ＝０がセットされる（ｎは０を含む自然数）。Ｓ４にて、ボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３の駆動により一対の切断刃１１，１１が下降して、第一カット片ＣＰ１を切断する。

Ｓ５にて、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａの駆動により、一対の切断刃１１，１１が、切断した第一カット片ＣＰ１を挟んだ状態で前方側（ケーキＣＫの半径方向外側）に移動し（分離ストロークＳＲ）、第一カット片ＣＰ１と未切断部分ＮＣＳとを分離する。

Ｓ６にて、一対の切断刃１１，１１が原点位置に戻る。具体的には、ボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３の逆駆動により、一対の切断刃１１，１１がケーキＣＫの上方に上昇する（退避）。また、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａの逆駆動により、一対の切断刃１１，１１が後方側（ケーキＣＫの半径方向内側）へ移動してその交点ＩＳがケーキＣＫの中心線ＣＣと一致する（復帰）。

Ｓ７にてカットカウンタｎがインクリメントされる。ここではｎ＝１となり、１回目のカット終了すなわち第一カット片ＣＰ１の切断終了が記憶される。

次に周方向送りの実行後にカット処理を継続するか否かが判断される。具体的には、Ｓ８にてｎがＮ／２以下であるか否かを判断し、Ｎ／２以下であれば（Ｓ８でＹｅｓ）Ｓ９にてボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６の同時同方向駆動により、一対の切断刃１１，１１が２θ相当分での周方向送りを実行した後、Ｓ１０にてｎ＝Ｎ／２であるか否かを判断する。ｎ＝Ｎ／２でなければ（Ｓ１０でＮｏ）Ｓ４にリターンしてカット処理を継続する一方、ｎ＝Ｎ／２であれば（Ｓ１０でＹｅｓ）カット処理を終了する。また、ｎがＮ／２超であれば（Ｓ８でＮｏ）Ｓ９９にてボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６の同時同方向駆動により一対の切断刃１１，１１がθ相当分での周方向送りを実行した後、カット処理を終了する。ここでは、Ｎ＝５、ｎ＝１であるから、Ｓ９にて２θ相当分の周方向送りを実行後にＳ４にリターンしてカット処理を継続する。

＜２サイクル目（第三カット片ＣＰ３）のカット処理＞
前のサイクルで２θの周方向送り（Ｓ９）がなされているので、このサイクルのカット処理では、第三カット片ＣＰ３について切断（Ｓ４）、分離（Ｓ５）、戻り（退避・復帰Ｓ６）の各工程が実行される。なお、図１２に示すように、第三カット片ＣＰ３の切断（Ｓ４）に伴って、第一カット片ＣＰ１と第三カット片ＣＰ３との間に第二カット片ＣＰ２が形成される。

ただし、このサイクルの分離工程（Ｓ５）では、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａとケーキ移動機構１５０ＣＫのカットコンベアモータ１５２ａとを駆動制御する。具体的には、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａの逆駆動により一対の切断刃１１，１１が後方側に移動し、かつケーキ移動機構１５０ＣＫのカットコンベアモータ１５２ａの逆駆動によりカットコンベア１５２が逆回転する（戻される）。これらが合成されて、一対の切断刃１１，１１は切断した第三カット片ＣＰ３を挟んだ状態でケーキＣＫの半径方向外側へ相対移動し（分離ストロークＳＲ）、第三カット片ＣＰ３と未切断部分ＮＣＳとを分離する。

Ｓ７にてカットカウンタｎがインクリメントされてｎ＝２となり、Ｓ９にて２θ相当分の周方向送りを実行後にＳ４に再リターンしてカット処理を継続する。ただし、偶数カット（例えばカット数Ｎ＝４）の場合には、Ｓ１０でＹｅｓ（すなわち、ｎ＝Ｎ／２＝２）となってカット処理を終了する。

＜３サイクル目（第五カット片ＣＰ５）のカット処理＞
最終となる３サイクル目のカット処理においても、第五カット片ＣＰ５についてＳ４の切断工程、Ｓ５の分離工程及びＳ６の戻り工程（退避・復帰）の実行により、第四カット片ＣＰ４が同時に形成される。

ただし、このサイクルの分離工程（Ｓ５）では、切断部移動機構１５０ＢＬの前後移動シリンダ１５１ａの駆動により一対の切断刃１１，１１が前方側に移動し、かつケーキ移動機構１５０ＣＫのカットコンベアモータ１５２ａの駆動によりカットコンベア１５２が正回転する（送られる）。これらが合成されて、一対の切断刃１１，１１は切断した第五カット片ＣＰ５を挟んだ状態でケーキＣＫの半径方向外側へ相対移動する（分離ストロークＳＲ）。

そして、Ｓ７におけるカットカウンタｎのインクリメント（ｎ＝３）によりｎがＮ／２超となるので（Ｓ８でＮｏ）、Ｓ９９にてθ相当分での周方向送り工程を実行した後カット処理を終了する。なお、Ｓ９９における周方向送りをＳ９と同じ２θ相当分に揃えた場合、１〜３サイクルの合計周方向送り角度は３６０°を超過することになるが、カット処理終了後の第一〜第五カット片ＣＰ１〜ＣＰ５の取り出しや次のケーキＣＫのカット処理に支障は生じない。

この実施例においても、一対の切断刃１１，１１の等分交差角θを調節するのみでカット数Ｎを変更することができるので、交換部品、治具・工具等に要する設備コストや部品交換作業等に要する作業時間が軽減される。また、一対の切断刃１１，１１が切断直後のカット片ＣＰとともにケーキＣＫの半径方向外側へ相対移動することによって個々のカット片ＣＰ１〜ＣＰ５が未切断部分ＮＣＳから分離されるので、切断直後の切断面同士の再付着が防止され、カット片ＣＰの変形や型崩れを防止できる。したがって、カット片ＣＰの製造能力を高めるとともに、不良品の発生を抑制することができる。

また、実施例２では、カット前処理のＳ２５において、上方カメラ１０４及び側方カメラ１０５の画像解析からケーキＣＫに施された装飾やトッピングの周方向分布等を割り出すことも可能である。この場合には、第一カット片ＣＰ１を切断する際の周方向原点位置を設定し、ボールねじスプライン機構１４０のねじナット用モータ１４３及びスプライン外筒用モータ１４６の同時同方向駆動により一対の切断刃１１，１１をその周方向原点位置へ周方向送りしてから、ケーキカット処理を開始する。これによって、装飾やトッピングがすべてのカット片ＣＰ１〜ＣＰ５に過不足なく分散するように、あるいは装飾やトッピング自身が切り刻まれることのないように、ケーキＣＫの切断位置を選定することができる。

実施例１，２で述べたケーキカッター１００，２００は、独立した発明として以下のように表わすこともできる。すなわち、
所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状食品を周方向に等分割して扇形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断装置（ケーキカッター）であって、
平面視において円形状食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で円形状食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
円形状食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角（つまり挟角）を調節可能な角度調節機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とを円形状食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構と、
それらの昇降機構、回動機構及び移動機構の作動を制御するための制御信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記角度調節機構により円形状食品を等分割し得る等分交差角に調節された前記一対の切断刃に対して、
前記昇降機構による相対下降に基づきカット片を切断し、前記移動機構による円形状食品の半径方向外側への相対移動に基づきその切断したカット片を当該カット片切断後の円形状食品の未切断部分から分離し、前記昇降機構による相対上昇に基づき円形状食品の上方に退避し、前記移動機構による円形状食品の半径方向内側への相対移動に基づき前記交点を円形状食品の中心線に復帰させ、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づき前記等分交差角又はその２倍での周方向相対送りを実行することを特徴とする食品切断装置（ケーキカッター）である。

また、実施例１，２のケーキカッター１００，２００を用いたケーキ切断方法は、独立した発明として以下のように表わすこともできる。すなわち、
所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状食品を周方向に等分割して扇形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断方法（ケーキ切断方法）であって、
平面視において円形状食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で円形状食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
円形状食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角（つまり挟角）を調節可能な角度調節機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、
前記一対の切断刃と円形状食品とを円形状食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構と、
それらの昇降機構、回動機構及び移動機構の作動を制御するための制御信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記角度調節機構により円形状食品を等分割し得る等分交差角に調節された前記一対の切断刃に対して、
前記昇降機構による相対下降に基づきカット片を切断し、前記移動機構による円形状食品の半径方向外側への相対移動に基づきその切断したカット片を当該カット片切断後の円形状食品の未切断部分から分離し、前記昇降機構による相対上昇に基づき円形状食品の上方に退避し、前記移動機構による円形状食品の半径方向内側への相対移動に基づき前記交点を円形状食品の中心線に復帰させ、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づき前記等分交差角又はその２倍での周方向送りを実行することを特徴とする食品切断方法（ケーキ切断方法）である。

実施例１，２（ケーキカッター１００，２００）では主として奇数カット（すなわちカット数Ｎが奇数）について述べたが、Ｖ字状の一対の切断刃１１，１１を偶数カット（すなわちカット数Ｎが偶数）にも適用することができる。ところで、偶数カットの場合には、半径方向刃部１１ａが一直線に並ぶように調節された一対の切断刃１１，１１によりケーキＣＫを直径に沿って切断する動作と、一直線状の切断刃１１，１１を交点ＩＳ（すなわちケーキＣＫの中心線ＣＣ）の周りに等分交差角θで周方向相対送りする動作とを繰り返すように制御してもよい。なお、実施例２において、一直線に並ぶ一対の切断刃１１，１１を搬送方向と交差（直交又は斜交）する方向に配置する場合には、カットコンベア１５２で搬送される、平面視で矩形（正方形を含む）その他の形状の食品を、帯状、短冊状、紐状等に平行切断することも可能であり、一対の切断刃１１，１１によって比較的長尺の食品を切り分けることができる。

実施例１，２（図４のＳ１，図１０のＳ１１）では一対の切断刃１１，１１の等分交差角θを手動にて調節しているが、等分交差角θを変更するための調整手段（例えば、支持アームを連結するねじ軸）及び駆動源（例えば、ねじ軸を正逆回転するサーボモータ）を設け、カット数Ｎの入力に基づく制御部６０，１６０からの制御信号によって等分交差角θを自動調整してもよい。

（実施例１，２の応用例）
以上の実施例１，２では、ケーキ用の切断装置についてのみ説明したが、本発明はケーキ用あるいは円形状食品用に限定されない。図１３は実施例１の食品切断装置１００（図１参照）又は実施例２の食品切断装置２００（図６，図７参照）を用いて正五角形状食品を５等分割する場合を例示する。正五角形状食品ＣＫ’は、食品切断装置１００，２００において等分交差角θに調節された一対の切断刃１１，１１（図２参照）により５等分割されて、二等辺三角形状の５個のカット片ＣＰ１’〜ＣＰ５’に切り分けられる。したがって、各二等辺三角形（カット片ＣＰ１’〜ＣＰ５’）の頂角は等分交差角θとなる（ここではθ＝７２°）。このように、食品切断装置１００，２００を用いて正多角形状食品を頂点数（辺数）に等しい数の二等辺三角形状カット片に切り分けることもできる。

なお、実施例２（図６〜図１２）において、実施例１（図１〜図５）と共通の機能を有する部位には同一符号を付して詳細な説明を省略している。また、各々の実施例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施できる。

１０ 切断部
１１ 切断刃
１１ａ 半径方向刃部
１１ｂ 昇降方向刃部
１２ 超音波振動発生器（超音波振動機構）
１３ ホーン付き超音波振動子
２０ 角度調節機構
３０ 切断部昇降機構（昇降機構）
４０ ケーキ回動機構（回動機構）
５０ 切断部移動機構（移動機構）
１００ ポータブル型ケーキカッター（食品切断装置）
１４０ ボールねじスプライン機構（昇降機構；回動機構）
１５０ＢＬ 切断部移動機構（移動機構）
１５０ＣＫ ケーキ移動機構（移動機構）
２００ 据置型ケーキカッター（食品切断装置）
ＣＫ ケーキ（円形状食品；食品）
ＣＰ カット片
ＮＣＳ 未切断部分
ＣＣ ケーキ中心線
ＩＳ 交点
Ｎ カット数
ＳＨ 昇降ストローク
ＳＲ 分離ストローク
θ 等分交差角

上記課題を解決するために、本発明の食品切断装置は、
所定の厚みを有する（とともに柔軟性を有し変形しやすい）円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断装置であって、
平面視において前記食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で前記食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
前記食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角（つまり挟角）を調節可能な角度調節機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、
前記一対の切断刃と前記食品とを該食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構と、を備え、
前記一対の切断刃は、前記角度調節機構により前記食品を等分割し得る等分交差角に調節され、かつ前記昇降機構による相対下降に基づくカット片の切断と、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づく前記等分交差角又はその２倍の周方向相対送りとを繰り返すことによって、前記食品を前記複数のカット片に等分割するとともに、
前記一対の切断刃は、切断したカット片を挟んだ状態で前記移動機構により前記食品の半径方向外側に相対移動し、その切断したカット片と当該カット片切断後の前記食品の未切断部分とを分離することを特徴とする。

Claims (6)

1. 所定の厚みを有する円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断装置であって、
   平面視において前記食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で前記食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
   前記食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角を調節可能な角度調節機構と、
   前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
   前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、を備え、
   前記一対の切断刃は、前記角度調節機構により前記食品を等分割し得る等分交差角に調節され、かつ前記昇降機構による相対下降に基づくカット片の切断と、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づく前記等分交差角又はその２倍の周方向相対送りとを繰り返すことによって、前記食品を前記複数のカット片に等分割することを特徴とする食品切断装置。
2. 前記一対の切断刃と前記食品とを該食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構を備え、
   前記一対の切断刃は、切断したカット片を挟んだ状態で前記移動機構により前記食品の半径方向外側に相対移動し、その切断したカット片と当該カット片切断後の前記食品の未切断部分とを分離する請求項１に記載の食品切断装置。
3. 前記切断部は、前記一対の切断刃をその昇降方向に沿って一体的に超音波振動させるための超音波振動子を含み、
   前記一対の切断刃は同一の矩形状に形成され、かつ各々の切断刃は、前記昇降方向に直交する下辺部に形成された半径方向刃部と、前記昇降方向に沿う左右の側辺部に対称的に形成された昇降方向刃部とを有する請求項１又は２に記載の食品切断装置。
4. 前記一対の切断刃は、各々の切断刃の前記交点を形成する昇降方向刃部の先端が前記食品の中心線上において前記等分交差角をなすように配置され、前記昇降方向に沿って同期して超音波振動する請求項３に記載の食品切断装置。
5. 所定の厚みを有する円形状又は正多角形状の食品を周方向に等分割して扇形状又は二等辺三角形状の複数のカット片に切り分けるための食品切断方法であって、
   平面視において前記食品の中心線と一致する交点を有し所定の交差角でＶ字状に交わる形態で前記食品の上方に配置された一対の切断刃を含む切断部と、
   前記食品を等分割し得るように前記一対の切断刃の交差角を調節可能な角度調節機構と、
   前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を、前記交点が前記中心線上を移動するように昇降可能に保持する昇降機構と、
   前記一対の切断刃と前記食品とのうち少なくとも一方を前記中心線の周りに回動可能に保持する回動機構と、
   前記一対の切断刃と前記食品とを該食品の半径方向に相対移動可能となす移動機構と、を備え、
   前記一対の切断刃は、
   前記角度調節機構により前記食品を等分割し得る等分交差角に調節された後、前記昇降機構による相対下降に基づきカット片を切断し、前記移動機構による前記食品の半径方向外側への相対移動に基づきその切断したカット片を当該カット片切断後の前記食品の未切断部分から分離し、前記昇降機構による相対上昇に基づき前記食品の上方に退避し、前記移動機構による前記食品の半径方向内側への相対移動に基づき前記交点を前記食品の中心線に復帰させ、前記回動機構による前記中心線周りでの相対回動に基づき前記等分交差角又はその２倍での周方向相対送りを実行することを特徴とする食品切断方法。
6. 前記食品を前記カット片に切り分ける際のカット数Ｎが奇数に設定されるとき、
   前記一対の切断刃は、前記食品に対して切断、分離、退避、復帰及び前記等分交差角θ＝３６０°／Ｎの２倍相当分での周方向相対送りのサイクルを（Ｎ＋１）／２回にわたり繰り返し実行し得る請求項５に記載の食品切断方法。

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