JP3969648B2 - グラインダー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の軸する技術分野】
本発明はグラインダー、すなわち挽肉機（チョッパー）に関する。より詳しくは、本発明は、肉を細かく挽く機械であり、ソーセージ製造等において用いられるグラインダーに関する。
【０００２】
グラインダーにおいては、内壁に凹溝を有する円筒形の本体と、その中で回転する螺旋状のロータ、幾通りもの大きさにに孔を開けてあるプレート、十字型の片刃または両刃のナイフ等から構成されている。
【０００３】
グラインダーにおいては、本体の上部から挽肉とする原料の肉を投入する。この肉は通常−３０℃程度の低温で冷凍保存されていたものであり、この肉を挽肉とする際に、−５乃至−１０℃程度の温度まで解凍し、グラインダーの本体上部から投入する。
【０００４】
【従来の技術】
このようなグラインダーにおいて、特に、緊急に挽肉を挽く必要が生じた場合には、充分に解凍されていない肉を挽くことがあって、負荷が増大し、駆動モータが焼損するという事故が発生する。
【０００５】
このような始動時等に生じる一時的な過大電流やサーマルリレーが働く程の過大電流ではなく、モータは一応回転するが、定常状態の定格電流に比較し、過大な電流が流れた状態で相当時間に亘り運転することにより発生するグラインダーの駆動モータの焼損事故を防止し、グラインダーの運転効率を高め、また、焼損時のモータ交換時の損失をなくすものとして特許文献１（実公平５−１５９４９号公報）に開示されたグラインダーがある。
【０００６】
特許文献１においては、原料肉を投入するタンク、該タンクの底部位置に設けられた螺旋状のチャージングスクリュー、該チャージングスクリューの一方の端部付近の前記タンクの底部に連通したシリンダー、該シリンダー内部に回転可能に設けられた螺旋状のフィードスクリュー、前記チャージングスクリューおよび前記フィードスクリューに連結された駆動モータ、並びに該駆動モータの駆動電源回路に設けられ、該駆動モータへ供給される電流値を検出し表示する電流計を具備するとともに該駆動モータに設定電流を越える異常電流が予め設定した時間を越えて流れると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ電流リレーからなっている。
【０００７】
【特許文献１】
実公平５−１５９４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたグラインダーにおいては、駆動モータの駆動電源回路に電流計を具備した電流リレーを接続しており、駆動電源に供給される電流が設定値を越えて、予め設定した所定時間を越えて流れた場合には、電流リレーにより駆動モータを停止する。
【０００９】
その場合には、駆動モータを停止させた上でタンクに投入した冷凍肉が運転に支障のない温度まで上昇することを待つか、またはタンク内の肉を問題のない肉に入れ替えて運転を再開する。これにより、上述した駆動モータの焼損事故を防止することができる。
【００１０】
上述した焼損事故は生じていないにも拘らず、実際の作業においてプレートとナイフとの隣接部が発熱したり、ナイフの刃先に発生した異常な損耗を観測することがある。
【００１１】
この場合に、ナイフの鋭利な刃先が欠損した場合には、細かい欠片が混入する可能性のあるミンチ肉を目視および金属探知機などを用いて入念に調査して送り出されるミンチの中に混入することを完全に防止する必要がある。
【００１２】
上述の異常の発生直後にその異常の発生を知ることができれば、調査対象とするミンチ肉は絞れるが、それでも細かい欠片は、金属探知機などを用いても、なかなか検出できない。ましてや、発見が遅れた場合には、調査対象が拡大し、最悪の場合には細かい欠片が検出できないために、そのグラインダーによる一日分の加工品を全て廃棄せざるを得ないという事態も生じる。
【００１３】
【発明の目的】
本発明は、グラインダーにおいて、上述したような、プレートとナイフとの隣接部が発熱したり、ナイフの刃先に異常な損耗が生じたりすることを防止することを目的とする。
【００１４】
更に、本発明は、グラインダーのナイフの刃先に異常な損耗が生じることを防止し、欠損したナイフの刃先がミンチ肉に混入することを防止し、ミンチ肉に混入した欠損ナイフの刃先の調査に要する手間や、その調査の間の機械停止損失をなくすことを目的とする。
【００１５】
上記の目的を達成するために本発明者は鋭意検討した。その結果、本発明者は、上述したプレートとナイフとの隣接部の発熱やナイフの刃先に生じる異常な損耗の発生機構を次のように推測する。
【００１６】
グラインダーの使用にあたってはナイフの刃面とプレートの表面が接触する状態になるように調整する。このナイフの刃面とプレートの表面とは、筋の多い肉であっても確実に切断し能率よくプレートの小孔から押し出すために、通常、やや強めの接触具合とする。しかし、連続的に肉が供給されている限りは、ナイフの刃面とプレートの表面との接触面に肉が介在しているので、ナイフの刃面やプレートの発熱、ナイフ刃先の異常な損耗等は発生しない。
【００１７】
しかしながら、大型のグラインダーによる実際の作業を見ると、グラインダーに至る前の工程であるフローズンカッタなどによるブロッタ肉の小割作業や、後工程のミキシング作業などと関連させてのロット作業であり、通常一人の作業者が小割作業、グラインダー作業およびミキシング作業を一緒に担当している。このため、作業者は、前後の小割作業やミキシング作業に気を取られ、ついつい、肉が途切れたままでグラインダーを運転するようである。
【００１８】
こうなると、前述のナイフの刃面とプレートの表面との接触面に肉が介在しなくなるので、金属同士の直接触となり、発熱や異常損耗が起こるのであろうと本発明者は推測する。
【００１９】
上記推測に基づき、本発明者が更に検討したところ、前述した特許文献１における駆動モータの焼損防止時には、フィードスクリューに連結された駆動モータへ流れる電流が定常運転時よりも大きくなっているのに対して、肉が途切れたままでグラインダーを運転すると、フィードスクリューに連結された駆動モータへ流れる電流が空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常運転時よりも小さくなることを見出だした。これは肉が途切れるためにナイフの刃面とプレートの表面間での切断が行なわれないためと思われる。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の知見に基き、本発明においては、原料肉を投入するタンク、該タンクの底部に連通したシリンダー、該シリンダー内部に回転可能に設けられた螺旋状のフィードスクリュー、該フィードスクリューの先端に止着されたナイフ、該ナイフに隣接して前記シリンダーの端部に設けられ多数の小孔を具備したプレート、前記フィードスクリューに連結された駆動モータ、並びに該駆動モータの駆動電源回路に設けられ、該駆動モータに設定最大電流を越える過大電流が予め設定した時間を越えて流れると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ過負荷運転防止用電流リレーおよび前記駆動モータへ流れる電流が、空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常負荷電流よりも小さい設定最低負荷電流以下になると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ無負荷運転防止用電流リレーからなることを特徴とするグラインダーが提供される。
【００２１】
この発明によれば、前述した特許文献１と同様に、始動時等に生じる一時的な過大電流やサーマルリレーが働く程の過大電流ではなく、モータは一応回転するが、定常状態の定格電流に比較し、過大な電流が流れた状態で相当時間に亘り運転することにより発生するグラインダーの駆動モータの焼損事故を防止し、グラインダーの運転効率を高め、また、焼損時のモータ交換時の損失をなくすことができるとともに、プレートとナイフとの隣接部が発熱したり、ナイフの刃先に異常な損耗が生じたりすることを防止し、欠損したナイフの刃先がミンチ肉に混入することを防止し、ミンチ肉に混入した欠損ナイフの刃先の調査に要する手間や、その調査の間の機械停止損失をなくすことができる。
【００２２】
この場合に、過負荷運転防止用電流リレーおよび無負荷運転防止用電流リレーがそれぞれ一つの電流計に設けられていてもよいが、両電流リレーが一つの電流計に設けられていることがより好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明する。図１において、本発明のグラインダー本体１は直方体形状をしており、その上部にタンク２が設けられている。タンク２は図３に示すように、下方に行くにつれて互いに接近する傾斜側面２ａと側面２ａに連なり、タンクの底部に設けられた円柱状のトラフ（溝部）２ｂからなっている。
【００２４】
図１において、トラフ２ｂの内部には、螺旋状のスクリュー６ａを具備したチャージングスクリュー６が回転可能に、軸受７により支承されている。なお、本実施例では、チャージングスクリュー６の螺旋の向きは左ねじとしている。
【００２５】
チャージングスクリュー６の、図１で左端に示している先端部分には、トラフ２ｂに連結してチャージングボックス８が形成されている。トラフ２ｂはチャージングボックス８の底面に形成された投入口９ａを介してグラインダーの円柱状のシリンダー９に連通している。
【００２６】
シリンダー９内には、左ねじのチャージングスクリュー６と同じく左ねじのフィードスクリュー１０が回転可能に支承されている。
【００２７】
フィードスクリュー１０の先端にはナイフ３０が取着され、該ナイフ３０の外側のシリンダー９の端部には多数の小孔を具備したプレート１１を取着するようにしている。なお、フィードスクリュー１０のスクリューは投入口９ａに臨む部分のピッチを大きくして投入口９ａから供給される肉がシリンダー９内に円滑に供給されるようにしている。
【００２８】
図２はグラインダーの切断部の拡大断面図である。シリンダー９内に回転可能に支承されたフィードスクリュー１０の左側先端は角軸部１０ａおよびその先端は丸軸部１０ｂとなっている。角軸部１０ａには、十字形の片刃８０ａを備えたナイフ８０の角穴が嵌合され、ナイフ８０がフィードスクリュー１０と一体的に回転できるようになっている。
【００２９】
このナイフ８０の片刃８０ａに接して、多数の小孔１ｌａを具備したプレート１１を取着けている。このプレート１１は円盤状であり、中心部に丸孔１ｌｂが明けられている。プレート１１の丸孔１ｌｂをフィードスクリュー１０の先端丸軸部１０ｂに遊嵌合させて、プレート１１の外周面をシリンダー９の内径先端部に緩く嵌め込む。この場合、プレート１１がフイードスクリュー１０と共回りしないように、シリンダー９の内壁との間にピンなどによる回り止め（図示省略）を施している。
【００３０】
段付リンダ６０をシリンダー９に螺着している。すなわち、シリンダー９の先端部外周に雄ネジ９ａを設けている。段付リンダ６０は内周に雄ネジ９ａと螺合する雌ネジを具備するとともに、プレート１１の外周部側面に接当する押さえ面６０ａを具備している。この段付リンダ５０の外周には、段付リンダ５０をシリンダー９に捩込むための取手５０ｂが形成されている。
【００３１】
グラインダーの使用にあたっては、取手６０ｂにより段付リンダ５０を回転させて、ナイフ８０の刃面とプレート１１の表面が接触する状態になるように調整する。
【００３２】
本実施例の駆動系を図１および図４を参照して説明する。本実施例においては、チャージングスクリュー６およびフィードスクリュー１０は、以下の説明のようにして、全て１台の駆動モータ１２により駆動されるように構成しているが、比較的軽負荷のチャージングスクリューは別の駆動モータ１２により駆動してもよい。
【００３３】
駆動モータ１２の駆動軸１２ａにプーリ１３が取着されており、プーリ１３と減速機構のプーリ１５との間にベルト１４が張架されている。減速機構においては、プーリ１５と同軸に歯車１６が取付けられ、歯車１６はフィードスクリュー１０の軸２２に取付けられた歯車１７に噛合している。歯車１７と同じく軸２２にスプロケット１８が設けられ、チェーン２６を介して駆動力がスプロケット１９に減速されて伝達される。スプロケット１９は軸２３に設けられており、軸２３にはスプロケット２７が取着されている。スプロケット２７の回転はチエーン２５を介してチャージングスクリュー６の端部に取着されたスプロケット２４に伝達され、チャージングスクリュー６を回転させる。
【００３４】
タンク２内に肉を投入し、駆動モータ１２を回転させると、チャージングスクリュー６、フィードスクリュー１０およびナイフ３０は図３および図４において反時計方向に回転する。従って、チャージングスクリュー６によりトラフ２内の肉がチャージングボックス８へ移送され、投入口９ａからシリンダー９へ供給される。前述のように、取手６０ｂにより段付リンダ５０を回転させてナイフ８０の刃面とプレート１１の表面が接触する状態になるように調整している。このナイフ３０の刃面とプレート１１の表面とは筋の多い肉であっても確実に切断し能率よくプレート１１の小孔から押し出すために、やや強めの接触具合にする。
【００３５】
シリンダー９内では、フィードスクリュー１０により肉はプレート１１に押圧されつつナイフ３０により切断され、プレート１１の小孔から所定の大きさで押出される。
【００３６】
本発明の駆動モータの配線の一例を図５を参照して説明する。なお、この配線は一例であり、本発明の機能を奏することができれば、他の配線とすることができることはいうまでもない。
【００３７】
図５の左側においては、駆動モータ１２を駆動する三相電源Ｒ、Ｓ、Ｔが連結されている。なお、配線Ｔ内に設けられているＴＨＲはサーマルリレーであり、過大電流が流れることによりバイメタルが作動し回路が切れるようになっている。すなわち、過大電流が流れることによりリレーＴＨＲの端子４２が切れるようになっている。
【００３８】
ＣＴは電流リレーの電流検出部であり、配線Ｒ、Ｓ、Ｔの何れかを流れる電流を非接触状態で検出し、電流計Ａに表示するとともに無負荷運転防止用電流リレー（図５ではＲＡＳ１として示している）および過負荷運転防止用電流リレー （図５ではＲＡＳ２として示している）を作動させる。電流計Ａは後述する押しボタンスイッチ４３、４４の近くの作業者が容易に見ることができる位置（例えば、図３に示すように本体１の外面）に設けることが好ましい。
【００３９】
三相電源中の配線ＳＴ間に駆動回路が連結されている。駆動回路において、サーマルリレーＴＨＲの端子４２と直列に駆動モータ１２の電磁リレーＭＣが接続されており、この電磁リレーＭＣと直列に（押すとオンする）始動用押ボタンスイッチ４３および駆動モータ１２を停止するための（押すとオフする）押ボタンスイッチ４４が押ボタンスイッチ４３と直列に接続されている。
【００４０】
電流値が予め設定した設定最低負荷電流値（空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常負荷電流よりも小さい電流であり、定常運転時の３０〜３５％程度）を越えると、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１の（リレー作動時にオンする所謂ａ）接点４１はオンする（すなわち、接点４１は駆動モータへの電流が設定最低負荷電流値以下ではオフする）。接点４１、タイマーＴＭの接点４５および電磁リレーＭＣの接点４６が直列に接続され、前述した押ボタンスイッチ４３と並列に接続されている。
【００４１】
電流値が予め設定した最大電流値（定常状態の定格値、または定格値の例えば１．５倍に設定する）を越えると、過負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ２は接点４８をオンする。上述の設定最大電流値を越える過大電流が流れた場合にオンする過負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ２の接点４８が配線ＲＳ間に設けられ、電流リレーＲＡＳ２の接点４８と直列にＴＭで示すタイマーが設けられている。タイマーＴＭは予め設定した時間（始動電流の流れる時間以上）に亘り励磁されるとオンする。
【００４２】
もし始動電流を越えた過大電流が駆動モータ１２に流れた場合には、サーマルリレーＴＨＲの接点４２が切れて、それにより上記駆動回路はオフするようになっている。
【００４３】
以上の構成からなっている本発明の装置においては、始動に際して、作業者が駆動モータ１２の始動スイッチ４３を押すと、電磁リレーＭＣが励磁され、駆動モータ１２が回転を開始するとともに電磁リレーＭＣのａ接点４６がオンする。駆動モータ１２へ流れる電流が、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１に予め設定した設定最低負荷電流値を越えると、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１のａ接点４１がオンし、自己保持回路が入り、駆動モータ１２が回転し続ける。
【００４４】
このような運転状態において何等かの理由により過大電流が流れるとサーマルリレーＴＨＲが作動し、駆動モータ１２はオフされる。
【００４５】
このようなサーマルリレーＴＨＲが作動するような状態ではない運転状態においては、駆動モータ１２に流れる電流は電流計Ａによってチェックすることができる。
【００４６】
この電流計Ａに流れる電流が設定した最大電流値（定常状態の定格値、または定格値の例えば１．５倍に設定する）を越える異常状態では、電流リレーＲＡＳ２の接点４８がオンするようになっている。この電流リレーＲＡＳ２がオンした状態が、予めタイマー４５に設定した時間を越えた時間に亙り作動すると、前述した自己保持回路が切れて駆動回路を切る。駆動回路を切ると同時にブザー（図示せず）を鳴らして作業者に警告することが好ましい。
【００４７】
なお、電流計Ａに流れる電流が設定した値（定常状態の定格値、または定格値の例えば１．５倍に設定する）を越える異常状態であり、それがある時間以上続いた場合には、作業者は駆動モータ１２のオフスイッチ４４を押すことにより、駆動モータ１２を停止させることもできる。
【００４８】
一方、前述のように、通常、ナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触具合は、筋の多い肉であっても確実に切断でき且つ能率よくプレート１１の小孔から押し出されるようにするために、やや強めとしている。しかし、ナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触部を途切れることなく肉が通過している限り、接触面に肉が介在しているので、ナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触部の発熱やナイフの刃先の異常な損耗は発生しない。
【００４９】
しかしながら、大型のグラインダーによる実際の作業は、グラインダーに至る前の工程であるフローズンカッタなどによるブロッタ肉の小割作業や、後工程のミキシング作業などと関連させてのロット作業である。このため、作業者は前後の作業に気を取られ、ついつい、ナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触部で肉が途切れたままの運転になることがある。こうなると前述のナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触面に肉が介在しなくなるので、金属同士の直接接触となり発熱や異常損耗が起こる。
【００５０】
この対策として、本発明においては、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１を設けている。上述のように、ナイフ３０の刃面とプレート１１の表面との接触部で肉が途切れたままの運転になると、駆動モータ１２へ流れる電流が、定常運転時の３０〜３５％程度と、空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常運転時の負荷電流よりも小さくなることを本発明者は見出した。
【００５１】
そこで、本発明においては、肉が途切れて、駆動モータ１２へ流れる電流が、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１に設定した最低負荷電流値（空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常負荷電流よりも小さく設定し、一例として、定常運転時の３０〜３５％程度とする）を下回ると、無負荷運転防止用電流リレーＲＡＳ１の接点４１がオフし、これにより前述した自己保持回路がオフされ、電磁リレーＭＣが消磁され、駆動モータ１２への電流の供給が断たれ、駆動モータ１２が停止する。また、駆動モータ１２への電流の供給を断つと同時にブザー（図示せず）を鳴らして作業者に警告することが好ましい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、過大電流下に所定時間を越えて運転することによって生じていたグラインダーの駆動モータの焼損事故を防止することができる。従って、駆動モータの焼損事故によるモータ交換等の手間も省けてグラインダーの運転効率が良くなる。
【００５３】
更に、本発明によれば、肉の供給が途切れることにより、プレートとナイフとの隣接部が発熱したり、ナイフの刃先に異常な損耗が生じたりすることを防止できる。そのため、ナイフの刃先が欠損することがなく、欠損したナイフの刃先がミンチ肉に混入することを防止でき、ミンチ肉に混入した欠損ナイフの刃先の調査に要する手間や、その調査の間の機械停止損失をなくすことができ、グラインダーの運転効率が良くなる。
【００５４】
これらにより、本発明によれば、グラインダーの運転を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の断面側面図である。
【図２】グラインダーの切断部の拡大断面図である。
【図３】図１の正面図である。
【図４】図１の駆動系の線図である。
【図５】駆動モータの配線図である。
【符号の説明】
２ タンク
６ チャージングスクリュー
６ａ６ｂ スクリュー
９ シリンダー
９ａ 投入口
１０ フィードスクリュー
１１ プレート
１２ 駆動モータ
３０ ナイフ
４１ 電流リレーＲＡＳ１の接点
４８ 電流リレーＲＡＳ２の接点
Ａ 電流計
ＣＴ 電流リレーの検出部。
ＲＡＳ１ 無負荷運転防止用電流リレー
ＲＡＳ２ 過負荷運転防止用電流リレー
ＴＭ タイマー

Claims (3)

1. 原料肉を投入するタンク、該タンクの底部に連通したシリンダー、該シリンダー内部に回転可能に設けられた螺旋状のフィードスクリュー、該フィードスクリューの先端に止着されたナイフ、該ナイフに隣接して前記シリンダーの端部に設けられ多数の小孔を具備したプレート、前記フィードスクリューに連結された駆動モータ、並びに該駆動モータの駆動電源回路に設けられ、該駆動モータに設定最大電流を越える過大電流が予め設定した時間を越えて流れると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ過負荷運転防止用電流リレーおよび前記駆動モータへ流れる電流が、空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常負荷電流よりも小さい設定最低負荷電流以下になると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ無負荷運転防止用電流リレーからなることを特徴とするグラインダー。
2. 前記過負荷運転防止用電流リレーおよび無負荷運転防止用電流リレーが共に一つの電流計に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のグラインダー。
3. 原料肉を投入するタンク、該タンクの底部に連通したシリンダー、該シリンダー内部に回転可能に設けられた螺旋状のフィードスクリュー、該フィードスクリューの先端に止着されたナイフ、該ナイフに隣接して前記シリンダーの端部に設けられ多数の小孔を具備したプレート、前記フィードスクリューに連結された駆動モータ、並びに該駆動モータの駆動電源回路に設けられ、該駆動モータへ流れる電流が、空運転時の負荷電流よりも大きく且つ定常負荷電流よりも小さい設定最低負荷電流以下になると作動し前記駆動モータへの電流の供給を断つ無負荷運転防止用電流リレーからなることを特徴とするグラインダー。

Images