JP5780901B2 - 食品切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば巻き寿司などの棒状の食品を所定の幅に輪切り状に切断する食品切断装置に関するもので、特に、切断後の食品の取り出し作業性を向上させるための構成に特徴を有するものである。

スーパーマーケット、コンビニエンスストア、回転寿司店などで提供される例えば巻き寿司などは、自動機によって棒状に成形され、さらに、所定の幅に輪切り状に切断される。棒状の巻き寿司などを包丁によって手作業で輪切りにしていたのでは多大の労力と時間を要するとともに、輪切りの幅寸法がばらつくので、食品切断装置が用いられている。食品切断装置には、固定した切断対象食品に対し切断刃を移動させて切断するものと、固定した切断刃に対し切断対象食品を移動させて切断するものがある。また、切断刃の支持形態によって、片持ち形式のもの、両持ち形式のものに分類することができる。以下、従来の食品切断装置の例について説明する。

特許文献１には、固定した切断対象食品に対し切断刃を回転させながら当てることにより切断対象食品を輪切りにする食品切断装置が記載されている。上記切断刃は、回転軸に対し直交させて固着された複数の切断刃からなり、回転軸に片持ち状に固着された構造、すなわち回転刃になっている。

特許文献２には、固定した切断対象食品である海苔巻寿司等に、切断刃を移動させながら当てることにより海苔巻寿司等を輪切りにする海苔巻寿司等の切断装置が記載されている。上記切断刃は、刃物枠に複数平行に配置して長さ方向両端を保持したものすなわち両持ち状にしたもので、刃物枠を複数の切断刃とともにリンク機構により移動させて海苔巻寿司等を切断する構成になっている。

特許文献３には、固定した切断刃に対し切断対象食品である巻き寿司を移動させて切断する巻き寿司の切断装置が記載されている。上記切断刃は、刃物枠に複数平行に配置して長さ方向両端を保持したものすなわち両持ち状にしたもので、上記刃物枠をフレームに固定している。上記巻き寿司はこれを受け台に載せ、この受け台を上方に移動させることにより巻き寿司に切断刃を徐々に食い込ませながら巻き寿司を輪切り状に切断する構成になっている。切断刃を固定し、切断刃に対し対象食品を相対移動させることによって対象食品を輪切り状に切断する食品切断装置は、特許文献４にも記載されている。

特許文献１記載の発明によれば、切断対象食品を載置台に載せ、その場で回転刃の回転により切断する形式になっているから、切断対象食品のセットと切断後の食品の取り出しを同じ位置で行うことができ、作業性は良い。しかし、載置台に載せられた切断対象食品を回転刃が横切るため、切断対象食品を回転刃が横切るときは載置台の周辺に手を差し入れることができないように安全機構を設けて安全性を確保する必要がある。また、切断刃は回転軸に片持ち的に固着されるため、刃の厚みを大きくして所定の強度を持たせる必要があり、切断対象食品に対する切れ味が、両持ち型の切断刃を用いる場合と比較すると若干劣る。したがった、海苔巻き寿司のような柔らかい切断対象食品の場合、切断時に加わる圧力で型崩れを生じることがある。この点、両持ち型の切断刃は、長さ方向両端部で支持されるため、切断刃の厚みを薄くして切れ味を高めることができ、切断対象食品の型崩れを少なくすることができる。

特許文献２記載の発明は、切断対象食品を載置台に載せ、次に切断刃を一方向に移動させることにより切断対象食品を切断し、そのあと切断刃は原位置に向かって復動するようになっている。したがって、切断刃が復動するとき、切断された対象食品が残っていると切断刃が復動する途中で上記対象食品に当たるため、切断した対象食品を載置台から取り出す必要がある。よって、特許文献２記載の発明によれば、切断刃の移動によって切断対象食品を切断した後、対象食品の取り出し操作を行い、次に切断刃の復帰操作を行う必要があり、操作が面倒になる難点がある。

特許文献３および特許文献４記載の発明によれば、切断対象食品である巻き寿司を載せた受け台を移動させて切断刃により巻き寿司を切断したあと、受け台を原位置まで復帰させるためには、その前に、切断された巻き寿司を受け台から取り出す必要がある。そうしなければ、切断された巻き寿司が原位置に戻ってしまい、また、戻る途中で、切断された巻き寿司に切断刃が当たるからである。したがって、巻き寿司を切断した後、巻き寿司の取り出し操作を行い、次に切断刃の復帰操作を行う必要があり、操作が面倒になる。また、装置を稼働させるためのスイッチ操作は、巻き寿司を切断するために受け台を移動させるためのスイッチ操作と、受け台を原位置に復帰させるためのスイッチ操作の２回の操作が必要であり、この点からも操作が面倒になる難点がある。また、装置の下側にある受け台に巻き寿司を載せる操作は、装置の下側にある受け台に対して行うので、操作性の問題はないが、切断された巻き寿司は装置上部の奥側に移動しているため、複数に分離された巻き寿司を取り出すときの作業性が悪いという難点がある。

特開平１０−２４４４９６号公報 特開平７−３１３９２号公報 特許第４３６８０２４号公報 特開２００６−６８８４８号公報

本発明に係る食品切断装置は、両持ち状に固定した切断刃に対し、対象食品を載せた食品載置台を移動させて対象食品を切断する形式の食品切断装置である。かかる形式の食品切断装置によれば、上に述べたような技術課題があるため、本出願人は、食品の切断後、復帰操作をしなくても自動的に食品載置台を原位置に復帰させることができ、切断後の食品の取り出しも容易な食品切断装置に関して先に出願した（特願２０１１−２０８３０参照）。この先願の明細書および図面に記載されている食品切断装置によれば、切断された食品は自然に食品載置台から放出されるように構成されているため、食品の切断後、復帰操作をしなくても食品載置台を原位置に復帰させることができ、切断後の食品の取り出しも容易になる。

本発明は、上記先願の明細書および図面に記載されている食品切断装置をさらに改良したものである。すなわち、本発明は、切断後の食品を自然落下させるのではなく、所定の姿勢を保ったまま受け取って下降する構成にして、切断後の食品取り出しの作業性をより一層向上させることができる食品切断装置を提供することを目的とする。

本発明に係る食品切断装置は、
切断対象食品を載置する食品載置台と、
上記食品載置台を移動させる第１の駆動機構と、
上記第１の駆動機構によって上記食品載置台とともに移動させられる対象食品の移動軌跡内に配置されていることによって対象食品を輪切り状に切断する切断刃と、
切断後の食品を斜め下方に向かって案内する固定の傾斜案内部材と、
切断後の食品を受け取り上記傾斜案内部材に案内されて上下動する受け部材と、
上記受け部材を対象食品の受け取り位置と対象食品の取り出し位置との間で上下方向に駆動する第２の駆動機構と、を有し、
上記第２の駆動機構は、上記受け部材に所定の駆動力を伝達するとともに、上記受け部材の余分なストロークを吸収する滑り機構を備えていることを最も主要な特徴とする。

本発明に係る食品切断装置によれば、受け部材を、第２の駆動機構によって対象食品の受け取り部まで移動させ、切断済みの食品を受け部材で受け取る。切断済みの食品を受け取った受け部材は対象食品の取り出し位置まで移動する。切断済みの食品は、傾斜案内部材と受け部材とによって姿勢が維持されたまま取り出し位置まで移動するため、取り出し作業が円滑に行われる。第２の駆動機構は、受け部材の余分なストロークを吸収する滑り機構を備えているため、切断対象食品のサイズが異なることによる受け部材のストローク差を吸収することができる。

本発明に係る食品切断装置の実施例を示す外観斜視図である。 側面カバーおよび前カバーを除去した状態の上記実施例を右前方から俯瞰して示す斜視図である。 側面カバーを除去した状態の上記実施例を示す正面図である。 前カバーおよび右側の側板を除去した状態の上記実施例の初期位置を示す左側面図である。 図４に示す動作態様に続く別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図５に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図６に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図７に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図８に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図９に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図１０に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図１１に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図１２に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 図１３に示す動作態様に続くさらに別の動作態様を図４に準じて示す左側面図である。 本発明に係る食品切断装置の別の実施例を図４に準じて示す左側面図である。

以下、本発明に係る食品切断装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１乃至図３において、食品切断装置は、上端部が切断対象食品（以下、単に「食品」という）の供給部、前面下部が食品の取り出し部８となっていて、前面は上記供給部と取り出し部８を除き前面パネル１５で覆われ、左右両側面はそれぞれ側面カバー１４で覆われている。この装置の動作開始前の初期位置では上記供給部に食品載置台５があり、この食品載置台５に、食品１０、例えば、寿司飯が海苔で巻かれた柱状の海苔巻きを、長手方向を水平方向に向けた姿勢で載置するように構成されている。食品載置台５に食品１０を載置し、スタートスイッチを押すと、食品載置台５が駆動機構によって装置の前側下部に向かって移動させられ、この移動の途中で食品１０が切断刃によって輪切り状に切断され、上記取り出し部８に受け渡されるように構成されている。食品載置台５から取り出し部８に受け渡された食品１０は、固定された傾斜案内部材８１と、傾斜案内部材８１に案内されて上下動する受け部材８２で受け取られ、受け部材８２が斜め下方にスライドし、食品載置台５は駆動機構によって原位置に復帰するように構成されている。

次に、上記食品切断装置の内部構造を詳細に説明する。図１乃至図４において、食品切断装置は、ベース１と、ベース１の左右両端部に結合されて互いに平行に垂直方向に立ち上がった左右の側板４と、各側板４の後端部を連結する背板を有していて、これらベース１、左右の側板４および背板で食品切断装置の骨格をなしている。装置の前寄りの位置に切断刃固定枠２（図２、図３参照）がほぼ垂直方向に立った姿勢で配置されている。切断刃固定枠２は、左右の両端縁部が、左右の側板４に上下方向に固定された一対のガイドレールに沿って落とし込まれ、上記ガイドレールにより左右の側板４間に実質的に固定されている。

図３に示すように、切断刃固定枠２は、高さが装置の高さよりも僅かに低い四角形の枠形で、上下の桟によって複数の切断刃３の長さ方向両端部が保持され、各切断刃３は互いに平行に配置されている。図示の例では７本の切断刃３が一定間隔で配置されていて、食品１０を８等分するようになっている。各切断刃３は細長い薄板状の部材で、その幅方向が装置の前後方向に向くように、かつ、刃の形成縁が背面側を向くように配置されている。各切断刃３の表面は食品１０に対する滑りをよくするために例えばフッ素樹脂などでコーティングされている。各切断刃３は長さ方向の両端部が切断刃固定枠２の上記上下の桟に固定された両持ち形式であるため、上記のように細長い薄板状の部材であっても、十分大きな機械的強度を保つことができる。

前記食品載置台５は、図４に示すように、上側のほぼ半分の側面形状がＬ字形に形成されることにより、Ｌ字の水平辺と垂直辺からなる角隅部に切断前の食品１０を載置することができるようになっている。より具体的には、上記Ｌ字の水平方向に延びる部分が食品１０の底面受け５１、上記Ｌ字の垂直方向に延びる部分が食品１０の背面受け５２となっている。食品載置台５によって受けられる海苔巻きのような食品には幾種類かのサイズがあり、食品のサイズが異なっても、これに対応してこれを食品載置台５に保持することを可能にした機構が設けられる。ただし、かかる機構は本願発明に直接関係するものではないから、説明は省略する。

図２、図３に示すように、食品載置台５に載置されている食品１０を前記切断刃３で切断するために、食品載置台５には切断刃３が進入することができるスリット５８が形成されている。スリット５８は切断刃固定枠２に固定される切断刃３の数および設置位置に対応した数と位置に設けられる。図示の実施例では、食品１０の分割数を４個、６個または８個というように選択することができるように、左右方向の中央のスリットを中心にして上記の分割数にそれぞれ対応した位置にスリット５８が形成されている。各スリット５８は、切断刃３を迎え入れて食品１０を確実に切断することができるように、前記底面受け５１および背面受け５２を含む広い範囲にまたがって深く切り込まれている。

図３、図１６などに示すように、食品載置台５には、載置される食品１０の長さ方向両端位置を規制する規制板５６が背面受け５２の両端部に設けられている。規制板５６は金属板を折り曲げて成形したもので、背面受け５２に固定ねじで取り付けられる。食品１０が例えば海苔巻き寿司であるとすれば、海苔の寸法は２０５ｍｍ×１８５ｍｍに規格化されているため、海苔を横長にして巻くか、縦長にして巻くかによって切断前の海苔巻き寿司の長さが変わる。そこで、一対の規制板５６の間隔を海苔巻き寿司の長さに合致するように調整する。

次に、図２ないし図４に符号６で示す食品載置台の駆動機構について詳細に説明する。食品載置台の駆動機構６を第１の駆動機構とし、後述の受け部材８２の駆動機構を第２の駆動機構として両者を区別する。図２ないし図４において、左の側板４の内側面には駆動源としてのモータ６１が固定され、モータ６１の出力軸に固着されたギヤ６２は、軸６４に固着されたギヤ６３と噛み合っている。軸６４は左右の側板４にまたがって回転可能に支持されていて、左右の側板４を貫通した軸６４の両端部にはそれぞれ駆動アーム６５が固着されている。モータ６１の回転駆動力は、ギヤ６２，６３を介して軸６４に伝達され、軸６４と一体の各駆動アーム６５を各側板４の外側面と平行をなす面内において回転駆動するように構成されている。各駆動アーム６５は軸６４の回転中心を通る直線に沿って長孔６６を有している。

図４に示すように、食品載置台５の底部には、この底部を左右方向にかつ水平に貫通して２本の軸５３，５４が取り付けられている。軸５３，５４は互いに平行で、軸５３は食品載置台５の前後方向中央部に、軸５４は食品載置台５の前後方向後部に配置されている。これら２本の軸５３，５４のうち前側（食品載置台５の前後方向中央部）の軸５３の両端部はそれぞれ両側の上記駆動アーム６５の長孔６６に嵌っている。したがって、各駆動アーム６５が軸６４とともに軸６４を中心に回転駆動されると、長孔６６の壁面で軸５３が押され、各駆動アーム６５の回転に伴い、後述のカム溝９１に規制されながら、食品載置台５も移動させられるようになっている。この食品載置台５とともに食品１０も移動し、この移動の途中で、食品１０が切断刃３の位置を通り、食品１０が切断されるようになっている。ギヤ６３、駆動アーム６５、軸５３を含む機構部分が、食品載置台を駆動する第１の駆動機構６を構成している。これら一連の食品切断動作については後で詳細に説明する。

左右の各側板４には、側面から見て互いに重なり合うカム溝９１が形成されている。これらのカム溝９１に、食品載置台５に取り付けられている２本の軸５３，５４の両端部が嵌っていて、２本の軸５３，５４は、各カム溝９１の側壁面で支持されるとともに、カム溝９１に対する食品載置台５のカムフォロワとしても機能するようになっている。食品載置台５の高さ位置および姿勢は２本の軸５３，５４の高さ位置および相対的な高さの違いによって決まり、２本の軸５３，５４の相対的な高さ位置関係はカム溝９１の形によって決まる。

図２乃至図４は、一連の食品切断動作開始前の初期位置を示している。この初期位置では、各駆動アーム６５がほぼ垂直近くまで最大に立ち上がった姿勢になっている。この態様では、図４に示すように、食品載置台５が最も高い位置になるように、上記２本の軸５３，５４がカム溝９１の上端部に嵌っている。また、図５乃至図１３に示すように、カム溝９１の上端部は緩やかな円弧部９２となっていて、この円弧部９２は後ろ側が徐々に低くなっている。そして、上記のように食品載置台５が最も高い位置にあるとき、２本の軸５３，５４は上記円弧部９２にあり、よって、食品載置台５は、後方に僅かに反ったような姿勢をとる。

上記カム溝９１はまた、図２、図６乃至図１２などに示すように、上記円弧部９２から斜め下方に向かう円弧部９３に連続しており、円弧部９３はさらに斜め下方に延びた直線部９４に連続している。食品載置台５が上記初期位置から移動を開始し、食品載置台５とともに食品１０が移動して切断刃３に接触し始めると、上記２本の軸５３，５４が円弧部９３に至る。２本の軸５３，５４が円弧部９３を通るとき、食品載置台５は下方に移動しながら姿勢が徐々に下向きになる。すなわち、食品載置台５と食品１０の伏角が徐々に大きくなり、食品１０に対する切断刃３の進入角度が連続的に変化し、食品１０の切断刃３に対する相対速度が早くなるように、カム溝９１の上記円弧部９３の下側の面が凸面になっている。

ここで、上記２本の軸５３，５４がカム溝９１に沿って移動するときの食品載置台５の姿勢および位置の変化について改めて説明しておく。前述のように、食品１０の受け入れ姿勢をとっている食品載置台５に食品１０を載置し、第１の駆動機構６を作動させると、２本の軸５３，５４がカム溝９１の円弧部９２から円弧部９３に移動し、さらに直線部９４に移動する。軸５３，５４が上記円弧部９３を通るとき、軸５３の高さ位置が軸５４の高さ位置よりも徐々に低くなり、食品載置台５の姿勢が前傾姿勢となるとともに前傾角度が徐々に大きくなる。

このようにして食品載置台５が姿勢を変化させているとき、食品載置台５に載置されている食品１０が切断刃３に接触し始めるように、切断刃３、食品載置台５、軸５３，５４、カム溝９１相互の位置関係が設定されている。軸５３，５４は、上記円弧部９３を通過した後はカム溝９１の直線部９４に導かれ、食品載置台５は上記の前傾姿勢のままで前述のように上から斜め下に向かって直線状に移動し、切断刃３で食品が切断される。切断された食品１０は次に説明する取り出し部材８に移動し、続いて第１の駆動機構６が逆向きに作動して食品載置台５を原位置に復帰させる。

このような第１の駆動機構６の往復動作は、例えば、スタートボタンを押すだけで行わせることができる。スタートボタンが押されると、前記モータ６１が正転方向に駆動されて駆動アーム６５が図４において時計方向に回転駆動される。この駆動アーム６５の回転方向は往動方向であり、往動方向の移動限界を検出するまで前記モータ６１が正転方向に駆動される。駆動アーム６５が往動方向の限界位置に達すると、モータの駆動方向が逆転方向に切り換えられ、駆動アーム６５は復動方向に駆動され、復動方向の移動限界を検出するとモータ６１の駆動を停止する。このようにして駆動アーム６５が往復動することにより、食品載置台５が前述のように姿勢を変えながら下降し、食品載置台５で保持していた食品１０が切断刃３で切断された後、食品載置台５のみが原位置に復帰する。

次に、前記食品の受け取り部の構成について詳細に説明する。図１乃至図４に示すように、装置の前側下部に、切断後の食品１０の取り出し部８が設けられている。取り出し部８は、下側が装置の前側に突出する向きに傾斜させて固定された傾斜案内部材８１と、この傾斜案内部材８１に案内されて上下動する受け部材８２を有してなる。傾斜案内部材８１の前面には、切断された食品１０を傾斜案内部材８１に沿って円滑に下降させることができるように、複数のリブ８５が縦方向に平行に形成され、食品１０との滑り抵抗を低減している。

受け部材８２は、傾斜案内部材８１の前面に対し直角方向に、したがって斜め前上に向かって突出している。受け部材８２は折り曲げ成形によって製作されていて、その基部は傾斜案内部材８１の前面に案内されて斜めに上下動する摺動部８６となっている。この摺動部８６の左右方向両端部には折り曲げ部８８が形成されている。各折り曲げ部８８は、傾斜案内部材８１の両端部に上下方向に形成されている案内溝８７を貫いて傾斜案内部材８１の背面側に潜り、さらに傾斜案内部材８１の両側方に突出し、摺動部材８９の前面にねじ止めされている。各摺動部材８９は直方体状の部材で、横断面がＵ字形の案内レール９０に案内されて摺動するようになっている。案内レール９０は、左右の側板４の外側面に、傾斜案内部材８１と平行になるように、かつ、Ｕ字形断面の開放端を側方に向けて固定されている。各案内レール９０には、受け部材８２の上記折り曲げ部８８が摺動部材８９とともに摺動するときの障害にならないように、上記折り曲げ部８８に対する逃げ孔９１が形成されている。

受け部材８２は、左右一対のリンクアーム３０が回転することによって駆動されるようになっている。各リンクアーム３０は、左右の側板４の外側面下方寄りの位置に、共通の軸３１を中心にして側板４と平行をなす垂直面内で回転可能に取り付けられている。本実施例に係る食品切断装置を正面から見て左側の側板４に取り付けられているリンクアーム３０の基端部には、軸３１と同心円をなす小ギヤ３２が固着されている。各リンクアーム３０の先端部には軸３１の中心を通る線に沿った長孔３３が形成され、各長孔３３には、各摺動部材８９の側面に植えられているピン３４が嵌っている。したがって、リンクアーム３０が回転駆動されると、その長孔３３の側壁によってピン３４が押され、ピン３４とともに受け部材８２が案内レール９０に案内されながら斜め上下方向に上昇し下降するように構成されている。

この実施例では、リンクアーム３０の駆動源はモータ６１で、以下のような連携機構および第２の駆動機構を介してモータ６１の駆動力がリンクアーム３０に伝達されるようになっている。前記各駆動アーム６５の長さ方向中央付近の外側面にはピン６８が植えられている。駆動アーム６５の回転中心である前記軸６４によって扇形の大ギヤ２０が保持されている。大ギヤ２０は、扇の中心に相当する位置に軸６４があり、軸６４を中心とした円弧に沿ってギヤが形成されている。大ギヤ２０は、軸６４に対しては相対回転自在となっており、ギヤ形成部分は上記小ギヤ３２と噛み合っている。

扇形をなす大ギヤ２０には、図４において上側の側面に、三角形状の連携板４０が固着されている。連携板４０は、駆動アーム６５の長さ方向に対し略直交する方向に長孔４１を有している。この長孔４１には駆動アーム６５のピン６８が嵌っている。ただし、ピン６８の外径に対して長孔４１の幅は十分に大きく、ピン６８が長孔４１の長さ方向の範囲内で移動するときは長孔４１を画する壁面に接することはなく、ピン６８が長孔４１の長さ方向両端に至ったとき、大ギヤ２０を駆動するようになっている。

図４に示す態様では、駆動アーム６５が反時計方向に最大限回転し、前述のように食品載置台５が最上位まで移動して食品１０を受け入れる姿勢をとっている。この態様では、上記ピン６８が連携板４０の長孔４１の一端にあって連携板４０を引き上げ、連携板４０と一体の大ギヤ２０を、軸６４を中心に反時計方向に回転させている。大ギヤ２０の回転力は小ギヤ３２に伝達され、小ギヤ３２を回転させる。図４に示す態様では、小ギヤ３２が時計方向に最大限回転させられ、小ギヤ３２と一体的に時計方向に回転したリンクアーム３０によって摺動部材８９が限界位置まで下降している。摺動部材８９は下降限界位置で下部のストッパ３５に当たって移動が制限され、摺動部材８９と一体の受け部材８２とともに下降位置が安定に保持されるようになっている。

駆動アーム６５が、図４に示す位置から時計方向に回転駆動され、図６に示すようにピン６８が大ギヤ２０の上縁に当たるまでは、ピン６８は連携板４０の長孔４１内を、円弧を描きながら移動するだけで、ピン６８に連動する部材はない。図６に示す動作態様は食品１０が切断刃３で約半分切断された態様にある。図６に示す動作態様からさらに駆動アーム６５が時計方向に回転するにしたがい、ピン６８が大ギヤ２０の上縁を押し、大ギヤ２０を時計方向に回転させる。この大ギヤ２０の回転力は小ギヤ３２に伝達され、小ギヤ３２は反時計方向に回転駆動され、この回転力がリンクアーム３０に伝達されてリンクアーム３０が軸３１を中心に反時計方向に回転駆動される。図７乃至図９は大ギヤ２０の時計方向回転による小ギヤ３２およびリンクアーム３０の反時計方向回転を示している。このリンクアーム３０の反時計方向への回転により長孔３３とピン３４を介して摺動部材８９およびこれと実質一体の受け部材８２が、傾斜案内部材８１に案内されて斜め上方に押し上げられるようになっている。駆動アーム６５のピン６８、連携板４０、ギヤ列２０，３２を含む構成部分は、第１の駆動機構６から、後述の受け部材８２を駆動する第２の駆動機構に駆動力を伝達する連携機構を構成している。

リンクアーム３０の長さと食品載置台５の上下方向の移動距離との比に対して、大ギヤ２０と小ギヤ３２のギヤ比を大きくし、大ギヤ２０の回転角度の割には小ギヤ３２の回転角度が十分に大きくなるように設計されている。しかし、摺動部材８９および食品載置台５が実際に移動することができるストロークは限られているので、小ギヤ３２が食品載置台５の必要なストローク分を越えて回転駆動されるときは、小ギヤ３２とリンクアーム３０との間で滑りが生じるように、滑り機構が設けられている。滑り機構はトルクリミッタともいわれている。滑り機構の具体的な構成は図示していないが、周知の構成を適宜選択して採用すればよい。例えば、小ギヤ３２とリンクアーム３０との間に反発コイルばねを介在させることにより滑り機構を構成してもよい。

図８に示す態様では、摺動部材８９が上部のストッパ３６に当たり、摺動部材８９および食品受け台５が上昇限界位置にある。摺動部材８９がストッパ３６に当たってもなお図９、図１０に示すように大ギヤ２０が時計方向に回転し、小ギヤ３２が反時計方向に回転駆動される。しかし、摺動部材８９が移動限界に達しているので、リンクアーム３０は回転することができず、上記滑り機構で駆動部材８９の余分な移動ストロークを吸収するようになっている。

リンクアーム３０は、本実施例に係る食品切断装置を正面から見て左右両側に設けられて食品載置台５を左右両側から駆動するようになっている。これに対して、一対のリンクアーム３０に駆動力を伝達する連携板４０、大ギヤ２０、小ギヤ３２および前記滑り機構は、本装置の左側にのみ設けられている。一対のリンクアーム３０は共通の軸３１で一体に結合されて一対のリンクアーム３０が一体として駆動されるようになっている。上記ピン６８から、連携板４０、ギヤ列２０、３２を含む構成部分が前述のように連携機構を構成しており、小ギヤ３２、リンクアーム３０、摺動部材８９の軸３４に至る機構は、受け部材８２を上下方向に駆動するための第２の機構を構成している。この第２の駆動機構内に上記滑り機構が組み込まれている。

次に、以上のように構成されている実施例の一連の動作を説明する。図２乃至図４は動作開始前の初期状態を示している。駆動アーム６５は図４において反時計方向への回転限界位置にあって、最も立ち上がった姿勢になっている。食品載置台５は２本の軸５３，５４がカム溝９１の上側終端部の円弧部９２にあって切断前の食品１０の載置姿勢をとっている。駆動アーム６５のピン６８が連携板４０長孔４１の一端に当たり、連携板４０とともに大ギヤ２０を図４において反時計方向に回転させている。この大ギヤ２０の回転により小ギヤ３０は図４において時計方向に回転し、摺動部材８９、受け部材８２が下方への移動限界位置にある。

上記初期状態において、食品載置台５に食品１０を載置し、スタートボタンを操作すると、モータ６１が起動され、第１の駆動機構６が作動を開始する。ギヤ列６２，６３、軸６４を経て第１の駆動機構６の駆動アーム６５が図５に示すように時計方向に回転駆動され、その長孔６６に嵌っている食品載置台５の軸５３がカム溝９１に沿って移動させられる。軸５３とともに軸５４もカム溝９１に沿って移動する。食品載置台５の高さ位置と姿勢は２本の軸５３、５４の高さ位置および相互の高さ位置の違いによって定まる。軸５３、５４がカム溝９１の円弧部９３の位置にさしかかると、軸５３の高さ位置が軸５４の高さ位置に対して連続的に低くなり、もって、食品載置台５が前傾姿勢をとるとともに前傾姿勢が徐々に深くなる。

上記のように、食品載置台５が前傾姿勢をとり始める位置は、食品１０が切断刃３に接触し始めるときである。食品１０と切断刃３の接触開始当初は、食品１０に対する切断刃３の進入角度を連続的に変化させて切断刃３と食品１０の相対速度を速めるようになっている。図５はこのときの動作態様示している。こうして切断開始当初の食品１０への切断刃３の進入を容易にし、食品１０の切断が円滑に行われるように工夫されている。

食品載置台５の軸５３、５４がカム溝９１の直線部９４に至ると、食品載置台５は最大の傾斜角度を保ったまま上記直線部９４に沿って斜め下方に移動する。この間、垂直方向に両持ち状に固定された切断刃３と交差しながら、食品載置台５とともに食品１０が斜め下方に一定の相対速度で移動し、食品１０が輪切り状に切断される。図６乃至図１０はこの作動態様を示しており、図１０は切断完了直後の状態を示している。食品載置台５には、前述の通り、切断歯３に対する逃げ溝が形成されている。

図６は、食品１０の切断工程の途中であって食品１０が約半分切断され、駆動アーム６５のピン６８が大ギヤ２０に当たり始めた動作態様を示している。駆動アーム６５がさらに回転することにより、前記連携機構が機能し始め、前記第２の駆動機構に駆動力を伝達する。すなわち、ピン６８が大ギヤ２０を下に向かって押し、大ギヤ２０を、図７、図８、図９に示すように時計方向に回転させる。大ギヤ２０の回転力は第２の駆動機構の一部を構成している小ギヤ３２に伝達され、小ギヤ３２を反時計方向に回転させる。小ギヤ３２の回転力は、前記滑り機構を介してリンクアーム３０に伝達され、リンクアーム３０は反時計方向に回転駆動される。このリンクアーム３０の回転により摺動部材８９および受け部材８２が、傾斜案内部材８１および案内レール９０に案内されて斜め上方に押し上げられる。図７は受け部材８２が斜め上方に上昇している途中の態様を、図８は受け部材８２が上側のストッパ３６に当たる限界位置まで上昇した態様を示している。

前記カム溝９１の直線部９４の傾斜角度と案内レール９０の傾斜角度は同じ角度になっていて、上記直線部９４に沿った食品載置台５の上下移動方向と案内レール９０に沿った受け部材８２の上下移動方向は平行になっている。そして、図８に示すように、上側の限界位置まで上昇した受け部材８２は、食品載置台５に載置されて食品載置台５とともに斜めに下降してくる食品１０の移動方向前方に位置して、食品１０を受け取る態勢をとっている。

受け部材８２が上側の限界位置まで上昇したのちもなお駆動アーム６５が図９に示すように時計方向に回転駆動され、駆動アーム６５は軸５３を下降させる。軸５３は軸５４とともにカム溝９１の直線部９４に沿って下降し、食品載置台５は食品１０を保持しかつ前傾姿勢を保ったまま斜め下方に向かって移動する。図９は、食品載置台５で保持されている食品１０の切断完了直前の動作態様を示している。この動作態様では、食品載置台５が上記のように移動し、食品載置台５に保持されている食品１０が受け部材８２に接している。

食品１０の太さが図示のものより大きい場合は、上昇限界にある受け部材８２に対する食品１０の接触タイミングが早く、受け部材８２は下降してくる食品１０で押し下げられる。この押し下げ力で摺動部材６５と受け部材８２が下方に押し下げられ、リンクアーム３０が図９において時計方向に強制的に押し戻される。このリンクアーム３０の強制的な時計方向への回転は、リンクアーム３０と小ギヤ３２との間の前記滑り機構が滑ることによって許容される。

切断歯３による食品１０の切断が完了したのちも駆動アーム６５は時計方向に回転駆動され、図１０に示す時計方向への回転限界に至る。図９に示す動作態様から図１０に示す動作態様に至る間、駆動アーム６５の長孔６６と軸５３の嵌り合いによって食品載置台５はなおも斜め下方に下降する。食品載置台５とともに食品１０も下降するため、食品１０の切断が完了するとともに、受け部材８２も食品１０に押されて下降する。上記駆動アーム６５が時計方向に回転すると、ピン６８によって大ギヤ２０が時計方向に回転させられ、小ギヤ３２が反時計方向に回転させられる。しかし、小ギヤ３２とリンクアーム３０との間に上記滑り機構が介在しているため、小ギヤ３２の回転力はリンクアーム３０に伝達されず、上記強制的な受け部材８２の下降によるリンクアーム３０の時計方向への回転が許容される。

このようにして食品１０の切断が完了し、食品１０の受け部材８２への受け渡しが完了した動作態様に至ると、前記モータ６１の回転方向が逆向きに切り換えられる。図１１は、モータ６１が逆転し始め、駆動アーム６５が反時計方向に回転して初期位置の方に向かい戻っている途中の状態を示している。駆動アーム６５の戻し動作に伴い、食品載置台６５の軸５３と駆動アーム６５の長孔６６の嵌り合いにより食品載置台６５がカム溝９１に沿って上昇する。駆動アーム６５の戻り動作の途中までは、駆動アーム６５が有するピン６８は連携板４０の長孔４１の幅と長さの範囲内で円弧を描いて移動するだけで、連携板４０には作用しない。よって、大ギヤ２０は回転せず、リンクアーム３０、受け部材８２も動かない。

駆動アーム６５が反時計方向に回転し、食品載置台５が初期位置に戻る途中で、駆動アーム６５のピン６８が連携板４０の長孔４１の一端に至ると、前記第２の駆動機構が逆向きに動作する。すなわち、図１３に示すようにピン６８と連携板４０を介して大ギヤ２０が反時計方向に回転駆動される。この大ギヤ２０の回転により小ギヤ３２が時計方向に回転駆動され、前記滑り機構を介して駆動力がリンクアーム３０に伝達され、リンクアーム３０が時計方向に回転駆動される。このリンクアーム３０の回転により摺動部材８９とともに受け部材８２が斜め下方に下降し、摺動部材８９がストッパ３５に当たり、摺動部材８９および受け部材８２の下降限界位置に至る。この受け部材８２の下降限界位置において、受け部材８２で支持されている切断済みの食品１０が取り出し部８にあり、食品１０を取り出すことができる。

受け部材８２が下降限界位置に至った後も、駆動アーム６５は図１３において反時計方向に駆動され、食品載置台５が図１４に示す初期位置に戻ることによりモータ６１の駆動が停止して一連の動作が停止する。図１３に示す復帰動作の途中から図１４に示す初期位置への復帰までの間、ピン６８によって大ギヤ２０が反時計方向に、小ギヤ３２が時計方向に回転駆動されリンクアーム３０に時計方向の回転トルクがかかる。しかし、リンクアーム３０はストッパ３５によって回転が制限され、前記滑り機構によって小ギヤ３２とリンクアーム３２が滑り、受け部材８２は取り出し部８に位置したままである。

取り出し部８にある受け部材８２から切断済みの食品１０を取り出し、装置の上部の食品供給部に移動している食品載置台５に食品１０を載せ、再びスタートスイッチを押すと、上に述べた一連の動作を経て食品１０が切断され、切断された食品１０は取り出し部８に至る。

以上説明した実施例に係る食品切断装置は、切断後の食品１０をその重力で落下させるのではなく、受け部材８２で受け取りに行き、食品１０を受け取った受け部材８２を取り出し部８まで下降させるように構成されている。したがって、切断後の食品１０は所定の姿勢を保ったまま取り出し部８に至るため、切断後の食品取り出しの作業性をより一層向上させることができる。また、取り出し部８に至った食品１０の姿勢がそろっているため、見た目もきれいである。

上記実施例によれば、切断後の食品１０を受け取る受け部材８２は、第２の駆動機構を構成するリンクアーム３０の回転によって駆動されるようになっており、リンクアーム３０とこれに駆動力を伝達する小ギヤ３２との間には滑り機構が介在している。そして、小ギヤ３２はリンクアーム３０を十分大きな回転角度で回転駆動することができるようにし、リンクアーム３０の余分な回転角度は、滑り機構を滑らせることによって吸収するように構成されている。したがって、受け部材８２の移動ストロークを長くし、小さいサイズの食品を受けることができるようにしておけば、食品サイズの大小に対応することができる。また、大きいサイズの食品を受ける場合のように、受け部材８２の移動ストロークが短くて済む場合は、上記滑り機構を滑らせながら大きいサイズの食品で受け部材８２を押し戻すため、大きいサイズの切断後の食品を、食品載置台１０と受け部材８２との間で押し潰すことなく、形が整ったまま取り出すことができる。また、受け部材８２の移動ストロークは機械的なストッパで規制すればよく、電気的なセンサの類および複雑な電気的制御回路は不要であるから、操作性の良い食品切断装置を低コストで提供することができる。

食品載置台５の駆動源と切断後の食品１０を受け取る受け部材８２の駆動源は共通のモータ６１でありコストの低減を図っている。そして、駆動減の共通化を図るために、食品載置台５の駆動機構６と受け部材８２を駆動する第２の駆動機構とを、連携機構を介して連携させ、食品載置台５の駆動による食品切断行程の途中から、受け部材８２を食品受け取り位置まで上昇させるように構成されている。さらに、第１の駆動機構６と受け部材８２を駆動する第２の駆動機構との移動ストロークの差を吸収するために、第２の駆動機構内に滑り機構を設けている。このような食品受け取り機構を設けることにより、前述のように、切断後の食品取り出しの作業性をより一層向上させることができる。

図１５は、本発明に係る食品切断装置の第２の実施例を示す。この実施例は、食品載置台５の駆動機構すなわち第１の駆動機構６と、切断後の食品１０の受け部材８２の駆動機構すなわち第２の駆動機構とを連携する連携機構がなく、上記第１の駆動機構と第２の駆動機構が個別に駆動源を備えていることが第１の実施例と異なっている。なお、図１５に示す実施例では、前記第１の実施例の構成部分と同じ構成部分には同じ符号を付し、同じ構成部分の説明は簡略化する。

図１５において、食品載置台５の駆動機構６、すなわち第１の駆動機構は、前記実施例と同様に、駆動源としてのモータ６１、ギヤ６２，６３、駆動アーム６５、食品載置台５を貫く２本の軸５３，５４、側板４に形成されているカム溝９１を有している。駆動アーム６５の回転による食品載置台５の動作および切断刃３による食品１０の切断動作は、第１の実施例と同じである。

切断後の食品１０の受け部材８２を駆動する第２の駆動機構の駆動源として、上記モータ６１とは別のモータ１０１を備えている。モータ１０１の出力軸にはギヤ１０２が固着されていて、ギヤ１０２はギヤ３２と噛み合っている。ギヤ３２は前記実施例と同様に軸３１を回転中心としており、軸３１にはまた、この軸３１を回転中心とするリンクアーム３０が嵌められている。リンクアーム３０とギヤ３２との間には、前記実施例と同様に滑り機構が設けられている。リンクアーム３０は、前記実施例と同様に摺動部材８９と、長孔とピンによって連携され、摺動部材８９は受け部材８２と実質一体に結合されている。モータ１０１からリンクアーム３０に至る駆動機構が第２の駆動機構を構成している。

モータ１０１を駆動源とするリンクアーム３０の回転範囲は、下側のストッパ３５と上側のストッパ３６で規制される摺動部材８９の摺動範囲よりも十分大きな摺動範囲を得ることができる回転範囲に設定され、摺動部材８９が上下のストッパ３６，３５に当接してもなおリンクアーム３０に加えられる回転駆動力は、上記滑り機構によって逃がされるようになっている。

図１５に示す実施例において、図示の初期位置にある食品載置台５に巻き寿司のような食品１０を載置してスタートボタンを押すと、モータ６１が起動されて食品載置台５が食品１０とともに姿勢を変えながら斜め下方に向かって移動する。その間、切断刃３によって食品１０が複数個に切断される。この切断行程の途中からモータ１０１が起動され、ギヤ１０２，３２を経てリンクアーム３０が反時計方向に駆動され、摺動部材８９がストッパ３６に当接する位置まで移動してモータ１０１が停止する。摺動部材８９と一体の受け部材８２も斜め上方に移動して、切断される食品１０を受け取る態勢をとる。

食品１０の切断が完了した時点では、食品１０が受け部材８２に食品１０が受け渡され、食品１０のサイズの大小に応じて受け部材８２が下方に押される。この押し下げ力により上記滑り機構が滑り、リンクアーム３０、摺動部材８９および受け部材８２が押し戻される。

駆動アーム６５が食品１０を切断するに必要な角度回転駆動されると、次にモータ６１の回転方向が逆向きに切り換えられ、食品載置台１０は初期位置に復帰する。また、モータ１０１も逆向きに回転駆動され、摺動部材８９がストッパ３５に当接するまでリンクアーム３０が時計方向に回転駆動され、モータ６１の駆動が停止する。このとき、受け部材８２は食品の取り出し部８にあり、受け部材８２の上に所定の姿勢を保って支持されている切断済みの食品１０を能率よく取り出すことができる。

本発明に係る食品切断装置は、主として海苔巻きなどの巻き寿司を主な対象食品として想定しているが、円柱状、角柱状、あるいは棒状の食品を輪切り状に切断することができる。したがって、切断対象となる食品は、巻き寿司のほか、蒲鉾、竹輪などの練り製品、その他の食品の切断にも使用可能である。

１ ベース
２ 切断刃固定枠
３ 切断刃
４ 側板
５ 食品載置台
６ 駆動機構
８ 取り出し部
１０ 食品
２０ 大ギヤ
３０ リンクアーム
３２ 小ギヤ
３５ ストッパ
３６ ストッパ
５３ 軸
５４ 軸
６５ 駆動アーム
６６ 長孔
８１ 傾斜案内部材
８２ 受け部材
８９ 摺動部材
９０ 案内レール
９１ カム溝

Claims (8)

1. 切断対象食品を載置する食品載置台と、
   上記食品載置台を移動させる第１の駆動機構と、
   上記第１の駆動機構によって上記食品載置台とともに移動させられる対象食品の移動軌跡内に配置されていることによって対象食品を輪切り状に切断する切断刃と、
   切断後の食品を斜め下方に向かって案内する固定の傾斜案内部材と、
   切断後の食品を受け取り上記傾斜案内部材に案内されて上下動する受け部材と、
   上記受け部材を対象食品の受け取り位置と対象食品の取り出し位置との間で上下方向に駆動する第２の駆動機構と、を有し、
   上記第２の駆動機構は、上記受け部材に所定の駆動力を伝達するとともに、上記受け部材の余分なストロークを吸収する滑り機構を備えている食品切断装置。
2. 上記受け部材は、切断後の上記食品を支持して上記対象食品の取り出し部まで下降する請求項１記載の食品切断装置。
3. 上記第２の駆動機構の駆動力は、上記第１の駆動機構から連携機構を介して供給される請求項１または２記載の食品切断装置。
4. 上記連携機構は、上記第１の駆動機構を構成する駆動アームと、上記駆動アームの動作によって回転するギヤ列を有してなる請求項３記載の食品切断装置。
5. 上記ギヤ列は、上記駆動アームの動作によって回転する大ギヤとこれに噛み合う小ギヤを有してなる請求項４記載の食品切断装置。
6. 上記小ギヤは上記第２の駆動機構の一部を構成していて、上記小ギヤの回転駆動力が上記滑り機構を介して受け部材に伝達される請求項５記載の食品切断装置。
7. 上記第２の駆動機構は、上記小ギヤの回転駆動力が上記滑り機構を介して伝達されるアームと、上記アームに連携し案内レールに沿って上下動する摺動部材を有し、上記摺動部材に上記受け部材が結合されている請求項５または６記載の食品切断装置。
8. 上記第１の駆動機構と上記第２の駆動機構は、駆動源を個別に有している請求項１または２記載の食品切断装置。
   

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