JP6521998B2 - 食品製品を切断してより小さい食品製品にする切断機及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、食物を切断してより小さい食品製品にする切断機及び方法に関する。

特許文献１は、例えば魚切身、鶏胸肉、骨なしチキンレッグ等の食物を切断して、定形の、一般的には矩形の部分にする切断機を開示している。この切断機は、相互に前後配置される２つの切断装置を使用して、食物の全面が切断されることに基づいている。第１の切断装置は、到来する食品製品のスキャンデータを取得し、そのデータに基づいて食品製品を切断して、平行な食品ストリップにする。その後、これらの食品ストリップを手動で９０度回転させ、食品ストリップを切断して複数の四角形にする第２の切断装置に通して移送する。

食品ストリップを後続の切断のために手動で揃え直すこの中間ステップでは、余計な労力が必要になることに加えて、食品製品に剛性がある必要がある。そうでなければ、食品ストリップの取扱いがより困難になるからである。そうした剛性を得るのに最も合理的な解決策は、例えば、第１の切断装置の前に冷凍トンネルを配置することにより、食品製品を冷凍することである。これは時間を要する解決策であるばかりか、不経済でもあることは明らかである。

この問題を克服する１つの方法は、ウォータージェットカッターを用いることである。なぜならこのような切断装置は、食物を任意のサイズ及び形状に切断することが可能であるためである。しかしながら、このような切断装置は、高圧システム及び水源が必要なため動作コストが高い。さらに、このようなウォータージェットカッターは、鋼／金属製のコンベヤベルトの上に食物を置く必要があるが、そのようなベルトは通常、回転円直径が大きく、すなわち、個々の部分、例えば矩形の部分を互いに分離することが困難である。

したがって、本発明の発明者は、改良された切断機が必要であることを認識し、そのため本発明を考案した。

国際公開第２００５／０９７４３８号

本発明の実施形態の目的は、スループットがより高く、より経済的な、全自動の簡略化された切断機を提供することである。包括的には、本発明は好ましくは、従来技術の上述の不都合点のうちの１つ又は複数を、単独若しくは任意の組合せで軽減、緩和、又は排除することを目指す。詳細には、本発明の実施形態の目的は、上述の問題又は他の問題を解決する切断機を提供することとみなすことができる。

これらの問題のうちの１つ又は複数によりよく対処するために、本発明の第１の態様において、食物を切断してより小さい食品製品にする切断機であって、
第１の端部及び第２の端部を有する送込みコンベヤと、
第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤシステムであって、コンベヤシステムの第１の端部が、送込みコンベヤの第２の端部に隣接し、送込みコンベヤの第２の端部に対して本質的に平行であり、且つそれらの間に第１のスリットを画定するように、コンベヤシステムが配置されている、コンベヤシステムと、
第１のスリットを貫通する切断平面を有し、送込みコンベヤによって移送される食物を切断してより小さい食品製品にするように、制御ユニットによって制御される、第１の切断ユニットとを備え、
第１のスリットと切断ユニットの切断平面とは、移送方向に対して垂直な軸に対して角度を形成する、切断機が提供される。

食物を移送方向に対して垂直に切断する場合、結果としてより小さくなった食品製品は、後続の切断を行うことを可能にするために、コンベヤシステムから常に取り除かなければならないが、移送方向に対して角度をつけて食物を切断することにより、１つの同一のコンベヤシステムに沿って１つ又は複数の後続の切断を行うことへの可能性が開ける。

「角度」という用語は、移送方向に対して９０度以外の角度を意味する。

１つの実施形態において、切断機は、送込みコンベヤ上の到来する食物のスキャンデータを取得する、送込みコンベヤと連動する第１のスキャン装置を更に備え、取得されたスキャンデータは、第１の切断ユニットを制御する制御ユニットによって制御データとして用いられる。切断機は、切断プロセスを開始する際に、第１の切断ユニットを制御する制御ユニットが、食物の正確な位置を認識するように、常に食物を追跡する、タコメーター等のような追跡装置を更に備えることができる。

１つの実施形態において、コンベヤシステムは、
第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤサブシステムと、
第１の端部及び第２の端部を有する送出しコンベヤであって、コンベヤシステムの第１の端部は、コンベヤサブシステムの第１の端部であり、コンベヤサブシステムの第２の端部は、送出しコンベヤの第１の端部に隣接し、送出しコンベヤの第１の端部に対して本質的に平行であり、且つ第２のスリットを画定する、送出しコンベヤと、
を備える。

１つの実施形態において、第２のスリットは、第１のスリットに対して角度を形成し、切断機は、第２のスリットを貫通する切断平面を有する、制御ユニットによって制御される第２の切断ユニットを更に備える。

したがって、到来する食物を切断してより小さい食品製品にすることが可能である。より小さい食品製品は、手動の介入なしに自動で全面が切断される。したがって、例えば食物を冷凍することによる、到来する食物の剛性の要件はもはや必要なくなり、切断機全体がより経済的になるだけでなく、切断機のスループットも向上する。

より小さい食品製品は、限定はしないが、例えば食品製品の全面が切断されているような、定形を有する任意のタイプの製品とすることができるが、このような定形は、例えば、矩形、偏菱形、三角形等のような任意のタイプの形状とすることができる。

より小さい食品製品は、例えば、限定はしないが、目標重量及び／又は目標寸法等の既定の目標を満たす部分とみなすことができる。

第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットは、限定はしないが、刀型ブレード、直線移動ブレード、レーザー、ウォータージェット、超音波等とすることができる。

第１のスリットに対する第２のスリットの角度は、１つの実施形態において、７０度〜１１０度の範囲、好ましくは８０度〜１００度、より好ましくは約９０度である。

１つの実施形態において、制御ユニットは、送込みコンベヤとコンベヤシステムとの間の相対速度を制御することによってより小さい食品製品間に距離を更に生み出すようになっている。これは、例えば、コンベヤシステムが稼働している間、各切断に続いて送込みコンベヤを始動及び停止することによって、又は各切断に続いて送込みコンベヤの速度を落とすことによって解決することができる。ここでは、送込みコンベヤとより高速で稼働するコンベヤシステムとの相対的な速度差により、隣り合うより小さい食品製品間に間隔がもたらされる。他の解決策は、送込みコンベヤに比べてコンベヤシステムが常により高速で稼働すること等によって、本質的に可能である。したがって、より詳細に後述するように、隣り合うより小さい食物間のこのような間隔は、より小さい食物の後続の切断に向けて非常に好ましい場合がある。

１つの実施形態において、食物は、食物の少なくとも１つの面が、第１のスリットに対して本質的に平行になるように、送込みコンベヤ上に配置される。食物が例えば鶏胸肉又は骨なしチキンレッグの場合、送込みコンベヤ上への配置は、鶏胸肉又は骨なしチキンレッグの１つの面が、第１のスリットに対して実質的に平行になるようになっていることが好ましい。したがって、この家禽肉のストリップの場合、第１の切断の結果として、より小さい食物は食物の複数の平行ストリップとなる。送込みコンベヤ上への配置は、手動で行うことができるか、又は例えばロボットアームを介して全自動とすることができる。第１の切断ユニットに対して、第２の切断ユニットに角度をつける、例えば第１の切断ユニットに対して９０度の角度を形成できることにより、平行なストリップを切断して、より小さい矩形の食品製品にすることが可能である。

また、隣り合うより小さい食物間に十分な間隔が設けられることで、隣り合うより小さい食物を同時に切断することなく、一度に各個々のより小さい食物を切断することが可能である。したがって、所望の形状及び／又は部分にする切断の非常に良好な制御がもたらされる。

１つの実施形態において、コンベヤサブシステムは、
第１の端部及び第２の端部を有する第１のコンベヤであって、コンベヤサブシステムの第１の端部は、第１のコンベヤの第１の端部である、第１のコンベヤと、
第１の端部及び第２の端部を有する第２のコンベヤであって、第２のコンベヤの第１の端部は、第１のコンベヤの第２の端部に隣接し、第１のコンベヤの第２の端部に対して本質的に平行に位置決めされ、且つ中間スリットを画定し、中間スリットは第１のスリットに対して本質的に平行であり、コンベヤサブシステムの第２の端部は第２のコンベヤの第２の端部である、第２のコンベヤとを備える。

既に述べたように、制御ユニットは、１つの実施形態において、送込みコンベヤとコンベヤシステムとの間の相対速度を制御することによって、第１のスリットにおいてより小さい食品製品間に距離を更にもたらすようになっていることができる。この場合、隣り合うより小さい食物間に距離が生み出されるように、送込みコンベヤと第１のコンベヤとの間の速度を制御するようになっている。

１つの実施形態において、第２のコンベヤの移送速度は第１のコンベヤの速度よりも大きい。したがって、隣り合うより小さい食品製品が同時に切断されないことを確実にするように、後続の切断が行われる前に、隣り合うより小さい食品製品間、例えば上述の食品ストリップ間の間隔を広げることが可能である。

第１のスリットと第２のスリットとの間に位置決めされる上述の中間スリットは、第１のスリットに対して平行である。これは、第１のコンベヤと第２のコンベヤとの速度差によって生じる移送距離の増加により、より小さい食品製品間に追加の距離が生じることを確実にし、より小さい食品製品が「均一に」移送される。例えば、中間スリットが第１のスリットに対して平行でない場合、より小さい食品製品は、第１のコンベヤと第２のコンベヤとの速度差に起因して、コンベヤ上でずれるか又はひっくり返る可能性が最も高い。しかし、この平行な配置により、この速度差はより小さい食品製品に同時に適用される。

１つの実施形態において、第２のスリットの角度は第１のスリットの角度に対して７０度〜１１０度、好ましくは約９０度ずらされる。

１つの実施形態において、切断機は、コンベヤサブシステム又は第１のコンベヤ若しくは第２のコンベヤに連動する第２のスキャン装置を更に備え、より小さい食品製品のスキャンデータを取得し、より小さい食品製品の取得されたスキャンデータは、第２の切断ユニットを制御する制御ユニットによって制御データとして用いられる。したがって、第２の切断ユニットによる第２の切断が行われる前に、例えば、第２のコンベヤ上のより小さい食物の位置についての詳細な情報を取得することが可能である。したがって、食物をより小さい食物にする最後の切断は完全に制御される。

第２の切断ユニットは、第１のスキャン装置のスキャンデータ上で、例えば、より小さい食品製品の位置を追跡することによって、単独で操作することもできることに留意すべきである。

１つの実施形態において、切断機は、切断平面が常に第１のスリット内にあるように、第１のスリットの角度及び切断平面の角度を同時に調整する角度調整機構を備える。角度調整機構は、１つの実施形態において、取得されたスキャンデータに基づいて制御ユニットによって動作し、制御は、切断ユニットによって食品製品を切断する間に、第１のスリット及び切断平面の角度を移送方向に対して３０度〜−３０度等に連続的に増減させることを含む。１つの実施形態において、制御することは、切断ユニットによって食品製品を切断する間、結果としてより小さくなった食品製品が、重量基準等の所定の目標基準を満たすように、第１のスリット及び切断平面の角度を連続的に増減させることを含む。

したがって、到来する食品製品を切断してより小さい食品製品にする効果的な解決策が提供される。所定の目標基準は、一例として固定の目標重量のより小さい食品製品とすることができる。スキャンデータは、例えば、体積データ及び／又は到来する食品製品の面積を示す面積関連データを含むことができる。その食品製品は、例えば任意のタイプの魚切身とすることができる。このデータは、角度調整機構を制御する際、制御ユニットによって入力データとして使用される。一例として、制御することは、例えば移送方向に対して３０度〜−３０度に調整する場合に、角度調整機構の角度をどの程度の速さで（how fast）変更するかを含むことができる。

１つの実施形態において、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットは、傾斜角度機構に取り付けられ、制御ユニットは、切断中、切断ユニットの傾斜角度を更に制御するようになっている。したがって、食物を切断して、例えば魚切身又は鶏胸肉のようなより自然な形状のより小さい食品製品にすることが可能である。切断面は必ずしも垂直ではなく、様々な傾斜を有してもよい。

第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットの切断平面は、それぞれ第１のスリット又は第２のスリットを貫通していることに留意すべきである。しかし、必要な場合、第１のスリット及び／又は第２のスリットの位置は、必要な場合、ベルトが損傷することを回避するように傾斜した切断角度に適合することができる。

コンベヤシステム及び／又はコンベヤサブシステム及び／又は第１のコンベヤ及び第２のコンベヤは、丸ベルトコンベヤとすることができ、丸ベルトコンベヤは、複数の離間した丸ベルトを備える。丸ベルトは、移送方向に対して本質的に平行に延びることができる。さらに、複数の丸ベルトは、丸ベルトが略連続の又は半連続のコンベヤベルトを形成するようになっていることができる。そのような丸ベルトコンベヤを使用する利点は、隣り合うコンベヤ又はコンベヤシステム間のこのような角度を生成するのが比較的簡単であることである。丸ベルトを用いることによる別の利点は、コンベヤの凹面が形成しやすくなることである。

本発明の第２の態様において、切断機を用いることにより食物を切断してより小さい食品製品にする方法が提供され、切断機は、
第１の端部及び第２の端部を有する送込みコンベヤと、
第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤシステムであって、コンベヤシステムの第１の端部が、送込みコンベヤの第２の端部に隣接し、送込みコンベヤの第２の端部に対して本質的に平行であり、且つそれらの間に第１のスリットを画定するように、コンベヤシステムが配置される、コンベヤシステムと、
第１のスリットを貫通する切断平面を有し、制御ユニットによって制御される切断ユニットと、
を備え、方法は、
送込みコンベヤによって移送される食物を切断してより小さい食品製品にするステップであって、第１のスリットと切断ユニットの切断平面とは、移送方向に対して垂直な軸に対して角度を形成する、ステップを含む、方法が提供される。

１つの実施形態において、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットは、第１のスリット及び／又は第２のスリットの上方に位置決めされ、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットのナイフ平面はそれぞれのスリットを貫通する。

１つの実施形態において、切断ユニットが第１のスリット及び／又は第２のスリットの上方に配置される場合、第１のスリット及び／又は第２のスリットの周囲の搬送面の形状、すなわち、第１のスリット及び／又は第２のスリットの形状は、凹状であり、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットの切断経路に本質的に従う。

第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットが第１のスリット及び／又は第２のスリットの上方に配置され、第１のスリット及び／又は第２のスリットの形状が凹状であり、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットの切断経路に本質的に従うことから、切断ユニットのサイズ、また切断機の寸法を大幅に低減することが可能である。さらに、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットの重量及び慣性は低減することができ、したがって、切断速度を増加することができ、切断機のスループットを増加することができる。

「凹状」という用語は、必ずしも滑らかな形状ではないが、中央部が側部よりも低い位置にある任意の形状、例えばＵ字形状、Ｖ字形状、弧形状等を有するものとして理解することができる。

１つの実施形態において、搬送面は、並んで配置されている２つ以上の無端ベルト又はコードを備える。コードは、丸みを帯びた形状又はＶ字形状等の任意のタイプの断面形状を有することができる。

１つの実施形態において、第１のスリット及び／又は第２のスリットの周囲の搬送面の凹形状は、実質的に切断ユニットの回転軸に中心がある弧である。

１つの実施形態において、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットは、
アームと、
アームの一端に取り付けられるナイフブレードであって、アームの反対端は、アーム及びひいてはナイフブレードの回転運動をもたらす駆動ユニットに取り付けられるようになっている、ナイフブレードとを備え、
ナイフブレードは、食物を切断してより小さい食物にする間にナイフブレードの切断縁辺が角度をつけて食物に係合するように、アームに取り付けられ、且つ切断縁辺は、切断中にナイフブレードがコンベヤシステムの搬送面に向かって食物に下向きの力を及ぼすように、係合する。

したがって、従来技術の切断ユニットよりも大幅に軽く小さい切断ユニットが提供され、この切断ユニットは、切断機の上方、すなわち、第１のスリット及び／又は第２のスリットの上方に配置されるのに好適である。

１つの実施形態において、切断縁辺及び搬送面、又はスリットの周囲の搬送面の接点における接線は、切断中に鋭角を形成する。したがって、下向きの力が発生することが確実になり、食物が切断中にずれたり動いたりするのを防ぐ。一実施形態において、鋭角は、１０度〜６０度、好ましくは２０度〜３０度、最も好ましくは約２５度である。

１つの実施形態において、切断中に切断ユニットによって食物に及ぼされる水平方向の力（Ｆ_ｈｏｒｉ）が食物と搬送面との間の摩擦力を超えないように、角度は、食物のタイプ及び／又は特徴、及び／又は搬送面の摩擦係数に適合されるようになっている。したがって、切断中に水平方向の力（Ｆ_ｈｏｒｉ）に対して反対方向に向く摩擦力が、切断中の横ずれを防ぐのに十分であることが確実になる。

１つの実施形態において、切断縁辺は滑らかな切断縁を有する。一実施形態において、滑らかな切断縁は、略真っ直ぐな切断縁又は曲線である。

１つの実施形態において、アームは、
炭素繊維、
セラミック材料、
プラスチック材料、又は、
金属若しくは金属合金、
から選択される材料により作製される。

１つの実施形態において、アームの長さは、食物の最大厚さに適合される。そのため、アームが駆動ユニットに取り付けられる場合、アームの長さは、枢動軸から食物までの距離よりも短く、アームの反対端と食物の頂部との間に間隙距離を有する。１つの実施形態において、間隙距離は、１ｍｍ〜９ｍｍの範囲、好ましくは３ｍｍ〜７ｍｍの範囲、最も好ましくは約５ｍｍとすることができる。

１つの実施形態において、切断機は、切断ユニット（複数の場合もある）の角度位置を調整することによって、垂直方向に対してナイフ平面の角度が傾くようになっている切断平面調整機構を更に備える。したがって、切断の種類を増加させることが可能である。一例として垂直方向の切断のみを作製する代わりに、一例としてより自然な形になるように食物を切断することが好ましい場合がある。切断平面調整機構は、一例として、切断ユニットが取り付けられる機構を備えることができ、この機構は、ナイフの角度位置を調整することが可能である。

包括的には、本発明の種々の態様は、本発明の範囲内で可能な方法で組合せ及び結合することができる。本発明のこれらの態様、特徴、及び／又は利点並びに他の態様、特徴、及び／又は利点は、以下に記載する実施形態を参照して明らかとなるとともに説明される。

本発明の実施形態は、図面を参照して単に例として記載する。

本発明に係る、食物を切断してより小さい食品製品にする切断機の１つの実施形態の斜視図である。 本発明に係る、食物を切断してより小さい食品製品にする切断機の１つの実施形態の上面図である。 本発明に係る切断機の別の実施形態の図である。 本発明に係る切断機の別の実施形態の図である。 本発明に係る切断機の更に別の実施形態の斜視図である。 本発明に係る切断機の更に別の実施形態の上面図である。 図５（ｃ）及び図６（ｃ）の側面図である。 図５（ｄ）及び図６（ｄ）の拡大図である。 切断されて複数のより小さい食品製品になった魚切身の一例を示す図である。 図１〜図８のうちのいずれかに関して用いられる場合があるコンベヤシステムの１つの実施形態の斜視図である。 図１〜図８のうちのいずれかに関して用いられる場合があるコンベヤシステムの１つの実施形態のサイドビューである。 図１〜図８のうちのいずれかに関して用いられる場合があるコンベヤシステムの１つの実施形態の斜視図である。 切断ユニットが傾斜角度機構に取り付けられている、図１０及び図１１に示されているコンベヤシステムの斜視図である。 切断ユニットが傾斜角度機構に取り付けられている、図１０及び図１１に示されているコンベヤシステムのサイドビューである。 切断ユニットがコンベヤ又はコンベヤシステムの上に配置され、切断ユニットの切断平面が貫通するスリットは、凹状であり且つ切断ユニットの切断経路の形状に本質的に従う、本発明に係る切断機の別の実施形態を示す図である。 コンベヤ又は搬送面が、並んで配置されている複数の無端コードベルトを含む、一実施形態を図示する図である。 第１のスリット（及び／又は第２のスリット）の周囲の搬送面の凹部形状、すなわちスリット（複数の場合もある）１５０３の形状が弧状である、一実施形態を示す図である。 凹状スリットを通る図１５の切断ユニットの移動を図示する図である。 同じ食物の全てのストリップが切断されて同時に最終部分になる、切断される食品製品の動きを図示する図である。 全てのストリップが切断されて１つずつ最終部分になる、切断される食品製品の動きを図示する図である。

図１〜図８は、コンベヤの角度付きの端部を達成する方法の一例を示している。これらの図において、ベルトは、従来の「折り畳まれた（folded）」平ベルトである。

図１０〜図１４は、コンベヤの角度付きの端部を達成する方法の別の例を示している。これらの図において、コンベヤは、離間した複数の丸ベルトからなる。

本発明は、上述のコンベヤに限定されるものとはみなされないことに留意すべきである。

図１及び図２は、本発明に係る、食物１１３を切断してより小さい食品製品１１４、１１５にする切断機１００の１つの実施形態の斜視図及び上面図を示している。切断機１００は、第１の端部及び第２の端部を有する送込みコンベヤ１０１と、送込みコンベヤ１０１と連動する第１のスキャン装置１０９と、第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤシステム１０２とを備える。コンベヤシステム１０２は、コンベヤシステム１０２の第１の端部が、送込みコンベヤ１０１の第２の端部に隣接し、送込みコンベヤ１０１の第２の端部に対して本質的に平行であるように配置され、当該第１の端部及び第２の端部の間には第１のスリット１２０が画定される。第１のスリット１２０は、矢印１１７によって示される移送方向に対して垂直な軸に対して角度を形成する。

切断機１００は第１の切断ユニット１０５を更に備え、第１の切断ユニット１０５は、第１のスリットを貫通する切断平面を有し、制御ユニット１１６によって、送込みコンベヤ１０１によって移送される食物１１３を切断してより小さい食品製品１１４にするように制御される第１の刀ブレード１０６を備えることができる。

ここで示されているように、コンベヤシステム１０２は、この実施形態では、第１の端部及び第２の端部を有する単一のコンベヤであるコンベヤサブシステム１０３と、第１の端部及び第２の端部を有する送出しコンベヤ１０４とを備える。コンベヤサブシステム１０３の第１の端部は、送込みコンベヤの第２の端部に隣接し且つ送込みコンベヤの第２の端部に対して本質的に平行である上述の端部である。コンベヤサブシステム１０３の第２の端部は、送出しコンベヤの第１の端部に隣接し、送出しコンベヤの第１の端部に対して本質的に平行であり、且つ第１のスリット１２０に対して角度を形成する第２のスリット１１８を画定する。

切断機１００は、コンベヤサブシステム１０３と連動する第２のスキャン装置１１１と、上述の制御ユニット１１６とすることができる制御ユニットによって制御される第２の切断ユニット１０７とを更に備える。第２の切断ユニット１０７は、第２のスリット１１８を貫通する切断平面を有する第２の刀ブレード１０８を備える。第１のスリット１２０に対する第２のスリット１１８の角度は、７０度〜１１０度の範囲、好ましくは８０度〜１００度、より好ましくは約９０度とすることができる。

切断機１００の機能は、１つの実施形態において以下のように記載することができる。食物１１３は、送込みコンベヤ１０１上に配置される。これは、手動、又は例えばロボットアーム（図示せず）を用いて全自動で行うことができる。また、ここに示されているように、食物１１３を、食物の１つの面が第１のスリット１２０に対して略平行になるような角度で配置することが好ましいとすることができる。食物１１３は送込みコンベヤ１０１によって移送され、スキャン装置は食物１１３のスキャンデータを取得し、取得されたスキャンデータは、第１の切断ユニット１０５を制御する制御ユニット１１６によって制御データとして用いられる。スキャンデータは、例として送込みコンベヤ１０１上の食物の正確な位置（positioning）を示すことができ、また、厚さ形状、食物の色等のような他のデータを取得することもできる。

切断機１００は、タコメーター等のような追跡装置（図示せず）を更に備えることができる。この追跡装置は、第１の切断ユニット１０５を制御する制御ユニットが、切断プロセスを開始する際、食物の正確な位置を認識するように常に食物を追跡する。

ここで示されているように、より小さい食品製品１１４は、平行な食品ストリップ１１４の形状であり、一度に１つの食品ストリップのみが第２の切断ユニット１０７によって切断されることを確実にするように、隣り合う食品ストリップ１１４間に距離がある。そのような距離を生み出す１つの方法は、送込みコンベヤ１０１とコンベヤサブシステム１０３との間の相対速度を制御ユニット１１６によって操作することに基づく。これは、１つの実施形態において、コンベヤサブシステム１０３が稼働している間、各切断後に短時間（例えば僅かな秒数）だけ送込みコンベヤ１０１を停止／始動することによって、又は各切断に続く短時間（例えば僅かな秒数）だけ送込みコンベヤ１０１の速度を落とすことによって達成することができる。他の選択肢は、コンベヤサブシステム１０３の速度が送込みコンベヤ１０１の速度よりも大きい場合に、各切断に続いてコンベヤサブシステム１０３の速度を増加させること等により可能とすることができる。

コンベヤサブシステム１０３と連動する第２のスキャン装置１１１は、コンベヤサブシステム１０３上の食品ストリップ１１４の正確な位置を決定するように平行な食品ストリップ１１４のスキャンデータを取得する。この取得されたスキャンデータに基づいて、第２の切断ユニット１０７は、各それぞれの食品ストリップを切断して、より小さい矩形の食品製品１１５にする。また、上述の追跡機能は、平行なストリップ１１４の位置を常に追跡し続けるように設けられることが好ましい。

図３及び図４は、図１及び図２に示されている切断機１００の実施形態の斜視図及び上面図を示している。この実施形態では、コンベヤサブシステム１０３は、第１の端部及び第２の端部を有する第１のコンベヤ３０１と、第１の端部及び第２の端部を有する第２のコンベヤ３０２とを備える。第２のコンベヤ３０２の第１の端部は、第１のコンベヤ３０１の第２の端部に隣接し、且つ第１のコンベヤ３０１の第２の端部に対して本質的に平行に位置決めされ、ここで示されているように第１のスリット１２０に対して本質的に平行な中間スリット３０３を画定する。

第２のコンベヤ３０２の移送速度は、１つの食品ストリップ（より小さい食品製品）が一度に切断されることを確実にするように、第２の切断ユニット１０７に到達する前に、隣り合う食品ストリップ（ここでは図示せず）間の間隔を更に広げるように第１のコンベヤ３０１の速度よりも大きくすることができる。

第１のスリット１２０と第２のスリットとの間に位置決めされる上述の中間スリット３０３は、第１のスリット１２０に対して平行である。これは、第１のコンベヤ３０１と第２のコンベヤ３０２との速度差によって生じる移送距離の増加により、より小さい食品製品間に追加の距離が生じることを確実にし、より小さい食品製品が「均一に」移送される。例えば、中間スリット３０３が第１のスリット１２０に対して平行でない場合、より小さい食品製品は、第１のコンベヤ３０１と第２のコンベヤ３０２との速度差に起因して、コンベヤ上でずれるか又はひっくり返る可能性が最も高い。しかし、この平行な配置により、この速度差はより小さい食品製品に同時に適用される。

図１及び図２に関して既に述べたように、第２のスキャン装置１１１は、好ましくは第２のコンベヤ３０２に連動し、制御ユニット１１６によって用いられる関連のスキャンデータを提供して、第２の切断ユニット１０７を制御する。

図５及び図６は、本発明に係る切断機５００の更に別の実施形態の斜視図及び上面図を示している。切断機は、送込みコンベヤ５０１及びコンベヤシステム５０２を備え、この実施形態では、コンベヤシステムは単一のコンベヤ又は送出しコンベヤとすることができる。

切断機は、角度調整機構５３０を更に備え、角度調整機構５３０は、より詳細に後述するように、第１の切断ユニット（図示せず）の切断平面が常に第１のスリット内にあるように、第１のスリット５２０の角度と同時に切断平面の角度を調整する。

角度調整機構は、図１〜図４に関して論じたように、第１のスキャン装置（図示せず）の取得されたスキャンデータに基づいて、制御ユニット、例えば、上述の制御ユニットによって操作される。スキャンデータは、第１のスリット及び切断平面の角度を増加又は減少させることによって、切断ユニットによって食品製品を切断する間、切断ユニット及び第１のスリット５２０を制御するのに使用される。一例として、図５（ａ）及び図６（ａ）は、魚切身等の食物を切断する場合、食品製品（図示せず）の切断開始時の第１のスリットの開始角度は、移送方向５１７に対して約４５度であり、角度は連続的に、移送方向５１７に対して９０度まで増加し、更には１３５度まで増加することを示している。

制御することは、食物を切断して、重量目標、寸法関連目標等の所定の目標を満たす２つ以上のより小さい食品製品にすることに基づくことができる。この所定の目標は、より小さい食品製品が全て同様の幅を有するということを含むことができる。

切断中、角度調整機構５３０が損傷しないことを確実にするように種々の手段を提供することができる。これは、使用される切断ユニットに応じることができる。切断ユニットとして例えばウォーターカッターを用いる場合、細長い鋼ビーム等のような任意の手段を、第１のスリット５２０の下方に配置することができる。切断ユニットが切断ブレードの場合、送込みコンベヤ５０１及びコンベヤシステム５０２と角度調整機構５３０との間に十分な距離を設けることで十分とすることができる。

図７は、図５ｃ及び図６ｃの側面図を示しており、送込みコンベヤ５０１及びコンベヤシステム５０２は、移送方向５１７に対して９０度の角度を形成することを示している。送込みコンベヤ５０１は、４つのローラー／バー７０１、７０５、７０３、７０７間に延在する無端ループベルト７０９を備え、コンベヤシステム５０２（単一のコンベヤである）は、４つのローラー／バー７０２、７０６、７０４、７０８間に延在する無端ループベルト７１０も備える。ローラー７０１及び７０２は、コンベヤベルト７０９、７１０のそれぞれ１つを駆動するローターとすることができるが、ローラー７０３、７０４は、アイドルローラーとして機能することができ、７０５、７０６、７０７、７０８は、固定されているバーとすることができる。

角度調整機構は、ローラー７０３、７０４間に延在する例えば単数又は複数の細長いロッド７１１を介して内側にともに固定されるローラー７０３及び７０４を取り付ける手段と、ロッド（複数の場合もある）（又はロッドに接続される枠構造（複数の場合もある））に直接又は間接的に取り付けることができる駆動機構（図示せず）とを備えることができる。駆動機構は、矢印７２０によって示されているように、上述のスキャンデータに基づいて制御可能な方法で回転軸７１９の回りのローラー７０３、７０４の回転運動が可能にする。

バー７０５〜７０８は、例えば同様のロッド（複数の場合もある）を介して内側にともに固定することもできる。ローラー７０３、７０４の回転運動にバー７０５〜７０８の回転運動が従うように、バー７０５〜７０８は、回転軸７１９の回りに回転可能である。このことは、ローラー７０３、７０４の回転時に、ベルト７０９、７１０のベルト張力が増加することに起因することができる。

これは、図６（ｄ）の拡大図を示す図８に図示されている。

図９は、切断して複数のより小さい食品製品９０１、９０２にする魚切身の一例を示している。ここでは、食物９００を通る切れ目９０３〜９０５は、移送方向９０６に対して異なる角度を有し、この例では、この例では９０度で開始し（９０５）、４５度で終了する（９０３）。

図１０及び図１１は、図１〜図８のいずれかに関連して用いることができる、コンベヤシステムの一実施形態の一例の斜視図及びサイドビューを示している。コンベヤシステムは、第１のコンベヤ１００１及び第２のコンベヤ１００２を備え、これらのコンベヤは、例えば、ゴム又は任意のタイプの変形可能な材料から作製することができる複数の離間した無端ループ丸ベルト１００６、１００７を備える、いわゆる丸ベルトコンベヤである。丸ベルトは異なる長さを有することができる。第１のコンベヤは、駆動ローラーとして機能することができるローラー１００９と、アイドルローラー１００３及び１００５とを備え、第２のコンベヤ１００２は、駆動ローラーとして機能することができるローラー１０１０と、アイドルローラー１００４及び１００８とを備える。

第１のコンベヤ１００１と連動するローラー１００３及び１００５と、第２のコンベヤ１００２と連動するローラー１００４及び１００８とが、図１２により詳細に示されている。アイドラローラー１００５及び１００８は、複数のアイドルホイールとみなすことができる。ローラー１００３及び１００４は、ローラー１００３、１００４を周方向に取り巻く複数の離間した溝１２０１及び１２０２を有する。複数の丸ベルト１００６、１００７は、これらの離間した溝１２０１、１２０２、及び駆動ローラー１００９、１０１０を周方向に取り巻く対応する溝１０２０、１０２１に係合し、ローラー１００３及び１００４の隣り合う溝間の距離は、駆動ローラーの隣り合う溝１０２０及び１０２１間の距離と略同じである。したがって、丸ベルト１００６、１００７は、ローラーにおいて支えられ、横ずれしないことが確実になる。

また、この実施形態は、刀型ブレード１００６を備える切断ユニット１００５を示しているが、例えば、図１〜図８に関して前述したスキャン装置はここには示されていない。

図１３及び図１４は、図１０及び図１１に示されているコンベヤシステムの斜視図及びサイドビューを示している。切断ユニットは、第１の切断ユニット及び／又は第２の切断ユニットであり、傾斜角度機構（Ｔ＿Ａ＿Ｍ）１３０１に取り付けられる。したがって、食物を切断して、例えば魚切身又は鶏胸肉のようなより自然な形状のより小さい食品製品にすることが可能である。切断面は必ずしも垂直でなく、様々な傾斜を有してもよい。

図１５は、食物を切断してより小さい食物にするようになっている本発明に係る切断機１５００の１つの実施形態を示している。この実施形態において示されているように、切断ユニット１５０４は、隣り合うコンベヤ１５０１、１５０２又は隣り合う搬送面によって画定される第１の（又は第２の）スリット１５０３の上方に位置決めされ、駆動ユニット１５０８によって駆動される。切断ユニットはナイフブレード１５０６を備える。

第１の（及び／又は第２の）スリット１５０３は、回転可能なナイフブレード１５０６の矢印１５０７によって示される切断経路に本質的に従う凹形状を有し、ナイフブレードの遠位端１５０９は、スリット１５０３を例えば搬送面の数ミリメートル下に貫通する。

切断ユニット１５０４はアーム１５０５を備え、アーム１５０５は、限定はしないが、炭素繊維、セラミック材料、プラスチック材料、又は金属若しくは金属合金等の軽量の材料から作製されることが好ましい。図示のように、ナイフブレード１５０６は、アームの一端に取り付けられている。アームの反対端は、アーム及びひいてはナイフブレード１５０６の回転運動１５０７をもたらす駆動ユニット１５０８に取り付けられている。以下により詳細に論じるように、ナイフブレード１５０６は、食物を切断してより小さい食物にする間にナイフブレードの切断縁辺１５１０が角度をつけて食物に係合するように、アームに取り付けられる。切断縁辺１５１０は、切断中にナイフブレードがコンベヤシステムの搬送面に向かって食物に下向きの力を及ぼすように、係合する。

図１６は、コンベヤ１５０１、１５０２又は搬送面が、並んで配置されている複数の無端コードベルト１６０１を有する一実施形態を図示している。ここに示されているように、コードは円形の断面形状１６０２を有することができる。したがって、支持面の形状に従うようにコードベルトを配置することが容易である。

図１７は、第１の（及び／又は第２の）スリット（複数の場合もある）の周囲の搬送面の凹形状、すなわち、スリット（複数の場合もある）１５０３の形状が、実質的に回転可能な切断ユニット１５０４の回転軸に中心がある弧である一実施形態を示している。

また、切断ユニット１５０４の拡大図が示されている。切断縁辺１７１０と搬送面１５０３（又は開口部の周囲の搬送面の接点における接線）との間の角度１７０１は、切断中、鋭角である。１つの実施形態では、鋭角は、１０度〜６０度、好ましくは２０度〜３０度、最も好ましくは約２５度である。

角度１７０１は、食物のタイプ及び／又は特徴及び／又は搬送面の摩擦係数に適合し、切断中、切断ユニットによって食物に及ぼされる水平方向の力Ｆ_ｈｏｒｉは、食物と搬送面との間の摩擦力Ｆ_ｆｒｉｃを超えないようになっている。

一例として、食物が骨なしチキンレッグの場合、好ましい角度は約２５度であることが実験によって示された。骨なしチキンレッグの最大厚さｈが一例として１５ｍｍである場合、切断縁辺１５１０の長さＸは下記式で得られる。
Ｘ＝（ｈ_ｍａｘ）／ｓｉｎ２５度＝１５ｍｍ／ｓｉｎ２５度＝３５．５ｍｍ

したがって、このような骨なしチキンレッグの切断を実行するのには非常に短いナイフブレードが必要である。ここでは切断ユニットの主な部分は、既に述べたように任意のタイプの軽量材料から作製することができるアームである。

図１８ａ、図１８ｂ、図１８ｃは、図１５の切断ユニット１５０４がスリット１５０３を通る動きを図示している。ここに示されているように、ナイフブレード１５０６は、図１７に関して前述したように食物１８０１上に下向きの力Ｆ_ｄｏｗｎ及び水平方向の力Ｆ_ｈｏｒｉを及ぼす。前述したナイフブレードと搬送面との間の角度は、食物１８０１の横ずれを防ぐために水平方向の力Ｆ_ｈｏｒｉに対して反対方向を向く摩擦力が等しくなるようになっている。

図１９ａ、図１９ｂ、図１９ｃは、図１５〜図１８に示されている切断機の１つの実施形態を示し、この実施形態は、第１の凹状スリット１５０３に対して下流に位置決めされる第２の凹状スリット１９０３、又は矢印１９０６によって示されるコンベヤシステムの移動方向を示している。

ここで示されているように、第２のスリット１９０３は、第１のスリット１５０３に対して角度を形成する。切断機は、第２のスリット１９０３を貫通するナイフ平面を有する、第２のスリットの上方に配置される第２の回転可能な切断ユニット１９０９を更に備える。第２のスリットの角度は、第１のスリットの角度に対して７０度〜１１０度、好ましくは約９０度ずれている。

動作時、例えば骨なしチキンレッグとすることができる食物１８０１は、移送方向１９０６に移送速度ｖ１で移送される。第１の撮像システム１９０７は、第１のスリット１５０３に対して上流に位置決めされ、食物１８０１の第１の画像データを得るようになっている。プロセッサは、第１の画像データを受信及び処理し、切断ユニット１５０４を制御する制御パラメーターを生成する。制御することは、好ましくは食物１８０１を分割してより小さい食物にするために、切断をいつ開始するか及び切断をいつ停止するかを含むことができる。

図１９ｂは、第１の切断ユニット１５０４によって、食物１８０１が複数のより小さい食物、この場合、好ましくは等しいサイズである複数のストリップ１９１０に切断されていることを示している。この実施形態の第２のコンベヤ１９０２は、第１のコンベヤと同じ速度、すなわちＶ＝ｖ１で移動する。

第１のスリット１５０３と第２のスリット１９０３との間には、切断された食物の第２の画像データを得る第２の撮像システム１９０８があり、プロセッサは、第２の画像データを処理して第２の切断ユニット１９０９に対する制御コマンドを生成する。

図１９ｃは、第２の切断ユニット１９０９によって第２の切断プロセスを実行したストリップ１９１０を示している。第２のスリット１９０３の配置が第１のスリット１５０３に対して９０度である場合、食物は切断されて略矩形の片１９１１になる。

したがって、ここに示されている最終的な食物は、一種の単一片としてともに配置される複数の略矩形の片である。

図２０ａ、図２０ｂ、図２０ｃは、図１９に示されている切断機を示しているが、ここに示されている装置は、第１の切断プロセスの後により小さい食物を互いに分離するスペーサー又はスペーサーシステムを更に備える。この例では、スペーサーは、第１のコンベヤ１９０１及び第２のコンベヤ１９０２の速度を別々に制御する速度制御ユニットを備えることができ、それにより、図２０ｂに示されているようにストリップ１９１０間に間隔が形成される。

一例として、これは、切断中、例えば各物体を切断した後、第１のコンベヤを始動及び停止することによって達成することができる。第１のコンベヤは、第２のコンベヤ１９０２が稼働している間、例えば僅かな秒数だけ一時停止される。

第２の切断ユニット１９０９によって第２の切断プロセスを実行する前にストリップ間の距離を更に増大させるように、第１のスリット１５０３と第２のスリット１９０３との間に更なるスペーサーを設けることもできる。一例として、ストリップ間の間隔が更に増大するように、より高速で稼働する前述のコンベヤユニット（例えば第２のコンベヤ）に対して下流に配置される追加のコンベヤユニット（図示せず）を設けることができる。

本発明は図面及び上述の記載で詳細に説明及び記載されているが、かかる説明及び記載は説明的なもの又は例示的なものであり、限定的なものではないとみなされる。本発明は開示される実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、請求項に係る発明を実施する際に、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の検討により、開示される実施形態に対する他の変形形態を理解し、それを行うことができる。特許請求の範囲において、「を含む」という単語は他の要素又は工程を排除せず、数量を特定していないもの（the indefinite article "a" or "an"）は複数存在することを排除しない。或る特定の測定値が互いに異なる複数の従属請求項に列挙されているだけであれば、それらの測定値を組合せて有利に使用することができないことは示されていないものとする。

Claims (12)

1. 食物（１１３）を切断してより小さい食品製品（１１４、１１５）にする切断機（１００）であって、
   第１の端部及び第２の端部を有する送込みコンベヤ（１０１）と、
   第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤシステム（１０２）であって、前記コンベヤシステムの前記第１の端部が、前記送込みコンベヤの前記第２の端部に隣接し、前記送込みコンベヤの前記第２の端部に対して本質的に平行であり、且つそれらの間に第１のスリット（１２０）を画定するように、前記コンベヤシステムが配置されている、コンベヤシステム（１０２）と、
   前記第１のスリットを貫通する切断平面を有し、前記送込みコンベヤによって移送される食物を切断してより小さい食品製品にするように、制御ユニット（１１６）によって制御される、第１の切断ユニット（１０５）とを備え、
   前記第１のスリット（１２０）と前記第１の切断ユニットの前記切断平面とは、前記移送方向（１１７）に垂直な軸に対して角度を形成し、
   前記コンベヤシステム（１０２）は、
   第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤサブシステム（１０３）と、
   第１の端部及び第２の端部を有する送出しコンベヤ（１０４）であって、前記コンベヤシステムの前記第１の端部は、前記コンベヤサブシステムの前記第１の端部であり、前記コンベヤサブシステムの前記第２の端部は、前記送出しコンベヤの前記第１の端部に隣接し、前記送出しコンベヤの前記第１の端部に対して本質的に平行であり、且つ第２のスリット（１１８）を画定する、送出しコンベヤ（１０４）と、を備え、
   前記第２のスリット（１１８）は、前記第１のスリット（１２０）に対して角度を形成し、前記切断機は、前記第２のスリットを貫通する切断平面を有する、前記制御ユニットによって制御される第２の切断ユニット（１０７）を更に備える、切断機。
2. 前記送込みコンベヤ上の到来する食物（１１３）のスキャンデータを取得する、前記送込みコンベヤ（１０１）と連動する第１のスキャン装置（１０９）を更に備え、前記第１のスキャン装置（１０９）によって取得されたスキャンデータは、前記第１の切断ユニットを制御する前記制御ユニット（１１６）によって制御データとして用いられる、請求項１に記載の切断機。
3. 前記コンベヤサブシステム（１０３）は、
   第１の端部及び第２の端部を有する第１のコンベヤ（３０１）であって、前記コンベヤサブシステムの前記第１の端部は、前記第１のコンベヤの前記第１の端部である、第１のコンベヤ（３０１）と、
   第１の端部及び第２の端部を有する第２のコンベヤ（３０２）であって、前記第２のコンベヤの前記第１の端部は、前記第１のコンベヤの前記第２の端部に隣接し、前記第１のコンベヤの前記第２の端部に対して本質的に平行に位置決めされ、且つ中間スリット（３０３）を画定し、前記中間スリットは前記第１のスリット（１２０）に対して本質的に平行であり、前記コンベヤサブシステムの前記第２の端部は前記第２のコンベヤの前記第２の端部である、第２のコンベヤ（３０２）とを備える、請求項１に記載の切断機。
4. 前記制御ユニット（１１６）は、前記送込みコンベヤ（１０１）と前記コンベヤシステム（１０２）との相対速度を制御することによって、前記より小さい食品製品間の距離を更に生み出す、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断機。
5. 前記第２のスリットの前記角度は前記第１のスリットの前記角度に対して７０度〜１１０度、好ましくは約９０度ずらされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の切断機。
6. 前記第２のコンベヤ（３０２）の移送速度は前記第１のコンベヤ（３０１）の移送速度よりも大きい、請求項３に記載の切断機。
7. 前記切断機は、前記コンベヤサブシステム（１０３）又は前記第１のコンベヤ若しくは前記第２のコンベヤに連動し、前記より小さい食品製品のスキャンデータを取得する第２のスキャン装置（１１１）を更に備え、前記第２のスキャン装置（１１１）によって取得されたスキャンデータは、前記第２の切断ユニットを制御する前記制御ユニットによって制御データとして用いられる、請求項３又は５に記載の切断機。
8. 前記切断機は、前記第１の切断ユニットの前記切断平面が常に前記第１のスリット内にあるように、前記第１のスリット（５２０）の前記角度及び前記第１の切断ユニットの前記切断平面の前記角度を同時に調整する角度調整機構（５３０）を更に備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の切断機。
9. 前記送込みコンベヤ上の到来する食物（１１３）のスキャンデータを取得する、前記送込みコンベヤ（１０１）と連動する第１のスキャン装置（１０９）を更に備え、前記第１のスキャン装置（１０９）によって取得されたスキャンデータは、前記第１の切断ユニットを制御する前記制御ユニット（１１６）によって制御データとして用いられ、
   前記角度調整機構（５３０）は、前記第１のスキャン装置（１０９）によって取得されたスキャンデータに基づいて前記制御ユニットによって動作し、前記制御は、前記第１の切断ユニットによって食品製品を切断する間に、前記第１のスリット及び前記第１の切断ユニット（１０５）の前記切断平面の前記角度を、前記移送方向に対して３０度〜−３０度等に増減させることを含む、請求項８に記載の切断機。
10. 前記制御は、結果としてより小さくなった前記食品製品が重量基準等の所定の目標基準を満たすように、前記第１の切断ユニットによって食品製品を切断する間に、前記第１のスリット（５２０）及び前記第１の切断ユニットの前記切断平面の前記角度を連続的に増減させることを含む、請求項８又は９に記載の切断機。
11. 前記第１の切断ユニット及び／又は前記第２の切断ユニットは傾斜角度機構に取り付けられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の切断機。
12. 切断機を用いることにより食物を切断してより小さい食品製品にする方法であって、前記切断機は、
    第１の端部及び第２の端部を有する送込みコンベヤと、
    第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤシステムであって、前記コンベヤシステムの前記第１の端部が、前記送込みコンベヤの前記第２の端部に隣接し、前記送込みコンベヤの前記第２の端部に対して本質的に平行であり、且つそれらの間に第１のスリットを画定するように、前記コンベヤシステムが配置される、コンベヤシステムと、
    前記第１のスリットを貫通する切断平面を有し、制御ユニットによって制御される第１の切断ユニットと、
    を備え、
    前記コンベヤシステムは、
    第１の端部及び第２の端部を有するコンベヤサブシステムと、
    第１の端部及び第２の端部を有する送出しコンベヤであって、前記コンベヤシステムの前記第１の端部は、前記コンベヤサブシステムの前記第１の端部であり、前記コンベヤサブシステムの前記第２の端部は、前記送出しコンベヤの前記第１の端部に隣接し、前記送出しコンベヤの前記第１の端部に対して本質的に平行であり、且つ第２のスリットを画定する、送出しコンベヤと、
    を備え、
    前記切断機は、前記第２のスリットを貫通する切断平面を有する、前記制御ユニットによって制御される第２の切断ユニットを更に備え、
    前記方法は、前記送込みコンベヤによって移送される食物を切断してより小さい食品製品にするステップを含み、前記第１のスリットと前記第１の切断ユニットの前記切断平面とは、前記移送方向に垂直な軸に対して角度を形成し、前記第２のスリットと前記第２の切断ユニットの前記切断平面とは、前記第１のスリットに対して角度を形成する、方法。