JP6842023B2

JP6842023B2 - 芋類の切断装置

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Publication number: JP6842023B2
Application number: JP2017021778A
Authority: JP
Inventors: 出亀川; 大祐片山
Original assignee: Fujiwara Techno Art Co Ltd
Current assignee: Fujiwara Techno Art Co Ltd
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: JP2018126096A

Description

本発明は、芋類（黄金千貫やむらさき芋などのさつま芋やジャガイモ、山芋などを含む）の切断装置に関する。

食品工場等で使用される芋類は、一定以上の大きさであると、外部が正常でも内部が傷んでいたり、均一な蒸煮処理ができなかったりする。そのため、一定以上の大きさの芋類は、コンベア上から作業者が選び出し、包丁により切断して、傷んでいる部分を取り除いてからコンベア上に戻していた。ただ、切断のために作業者が選ぶ芋類は、大きさにばらつきがあり、作業者による芋類の切断作業は、芋類が固いために作業負担が大きくなる問題があった。そこで、芋類の切断装置（例えば特許文献１）を用いた省人化が検討されていた。

特許文献１は、有機性含水物質の加工システムの構成要素として、有機性含水物質を断続的に切断することが可能な手段（切断装置に相当）を開示する。特許文献１が開示する切断装置は、ホッパーから被加工物を搬送手段へ誘導する誘導経路にスリットを形成し、前記スリットに回転刃を断続的に通過させる構成である。これにより、誘導経路を通過する被加工物の大きさが均一化され、例えば均一な加熱処理ができるとされる（特許文献１・［0039］〜［0042］）。

特開平05-236923号公報

芋類の切断装置は、一定以上の大きさの芋類のみを切断できればよい。しかし、特許文献１の切断装置は、誘導経路を通過した一定の大きさ未満の芋類も切断するので、そのまま利用できない。また、特許文献１の切断装置は、回転刃に対して被加工物を相対的に位置固定するため、被加工物相当の断面を有するパイプを誘導経路に用いているとみられる。しかし、これでは一度に多くの被加工物を切断することが難しい。そこで、一定以上の大きさの芋類のみを、一度に多く切断できる切断装置を検討した。

検討の結果開発したものが、芋類を切断する切断機構の芋類の移動経路（例えばコンベア）の上流に、一定以上の大きさの芋類のみを前記芋類の移動経路に送り出す選別機構を備えた芋類の切断装置であって、前記選別機構は、同じ向きに揃えた複数のテーパーローラを、それぞれの回転軸を平行に横並びさせた構成で、回転する前記テーパーローラの大径側から投入された芋類のうち、前記テーパーローラの隙間から落下しなかった一定以上の大きさの芋類を小径側から芋類の移動経路に送り出すことを特徴とする。

本発明の切断装置は、切断機構を構成する芋類の移動経路の上流に選別機構を備えている。本発明の選別機構は、例えば、大径側から投入された芋類を小径側へと送るテーパーローラから構成される。芋類は、例えばテーパーローラの大径側に投入する。芋類は、回転するテーパーローラの側面に沿って転がりながら、テーパーローラの大径側から小径側へと移動する。そして、テーパーローラ間の隙間から落下しなかった一定以上の大きさの芋類のみが小径側から芋類の移動経路へと送り出されて、芋類が選別できる。

前記選別機構は、テーパー角度を０．５度〜６度とした前記テーパーローラを、それぞれの回転軸を水平にして横並びさせたことを特徴とする。テーパーローラのテーパー角度が０．５度未満であると、芋類が大径側から小径側へと移動しなくなる。また、テーパーローラのテーパー角度が６度を超えると、芋類が転がって跳ね、テーパーローラ間の隙間から落下するはずの小さな芋類が小径側から送り出されて、芋類の選別ができなくなる。回転軸を水平すれば、特定された前記テーパー角度による芋類の円滑な移動を確実にする。

前記選別機構は、前記テーパーローラの回転軸端を、軸受台を介して架台に支持させるとよい。軸受台は、テーパーローラの回転軸端を架台から遠ざけ、テーパーローラの小径側から排出される芋類が架台に当たって滞留する虞をなくす。テーパーローラの大径側の回転軸端は、芋類の滞留の虞がないので、直接架台に支持させてもよいし、同様に軸受台を介して架台に支持させてもよい。

前記切断機構は、刃を昇降させて前記芋類の移動経路上の芋類を切断する構成で、前記刃は前記芋類の移動経路を横断するとよい。刃は、芋類の移動経路を横断する幅を有し、昇降するので、芋類の移動経路の幅方向全域で芋類を切断できる。刃は、芋類の移動経路に直交又は斜行して横断するほか、横断形態が直線状や曲線状でもよい。また、前記切断機構は、刃を昇降させて前記芋類の移動経路上の芋類を切断する構成で、前記刃を昇降させる昇降機構（昇降駆動源及び運動伝達機構を含む）を前記芋類の移動経路より上に配置したことを特徴とする。昇降駆動源は電動モータ、運動伝達機構はクランク機構を例示できる。

また、前記切断機構は、刃を回転させて芋類の移動経路（例えばシュート）を流れる芋類を切断する構成で、前記刃の回転軸を前記芋類の移動経路に直交して配置したり、刃を回転させて芋類の移動経路を流れる芋類を切断する構成で、前記刃は複数あり、芋類の移動経路を挟んで上下に配置したりしてもよい。

本発明の切断装置は、選別機により一度に多くの芋類を選別し、切断機構により一度に多くの芋類を切断して、総じて切断する芋類の処理量を増やし、切断作業の能率を向上させる。テーパーローラは、テーパー角度を０．５度〜６度とし、回転軸を水平にすれば、一定以上の大きさの芋類を円滑に移動させ、前記大きさ未満の芋類をテーパーローラの隙間から落下させることにより、確実に芋類を選別できる。テーパーローラの回転軸端を、軸受台を介して架台に支持させれば、芋類の排出に架台が邪魔しなくなり、多くの芋類を円滑に切断機構へ送り出せる。刃は、芋類の移動経路を横断して昇降する場合、芋類の移動経路の幅方向全域で大量の芋類を一度に切断できる。芋類の移動経路より上に駆動伝達機構を配置したことで、使用後の洗浄作業を容易にすることができる。また、刃は、回転させて芋類の移動経路を流れる芋類を切断することにより、芋類を連続的に切断できる。さらに、刃は、複数あり、芋類の移動経路を挟んで上下に配置したことで、芋類の移動経路より芋類が上方向に飛び出しにくく、刃の負荷を分散して効率よく芋類を切断できる。

図1は本発明の一実施形態に係る選別機構を備えた芋類の切断装置の概略側面図である。図1に示した切断装置の選別機構の側面図である。図1に示した切断装置の選別機構の平面図（A矢視図）である。図1に示した切断装置の選別機構の正面図（B矢視図）である。図1に示した切断装置の選別機構の背面図（C矢視図）である。図1に示した切断装置の背面図（D矢視図）である。図６に示した切断装置の平面図（E矢視図）である。図６に示した切断装置の上部側面図（F矢視図）である。図６に示した切断装置のガイド棒受け及び刃支持部の断面図（G矢視図）である。刃支持台及び刃支持板、刃の断面図である。別例の切断装置の側面図である。図１１に示した切断装置の側面図（Ｈ矢視図）である。

以下、本発明を実施する形態について図面を参照しながら説明する。本発明を適用した切断装置１は、図1に見られるように、芋類を切断する切断機構２１の上流のコンベア２１１ａの上流に、一定以上の大きさの芋類のみを前記上流のコンベア２１１ａに送り出す選別機構１１を備えて構成される。切断装置１は、後述する別例の切断機構３１と選別機構１１とを組み合わせても構成できる。芋類の移動経路である本例のコンベア２１１ａ,２１１ｂは、選別機構１１寄りの上流側と、刃２１２を降ろす下流側とに分離されている。上流のコンベア２１１ａは、上り勾配として、選別機構１１から送られて来た芋類が下流のコンベア２１１ｂへと転がり落ちないようにしている。本例は、コンベア２１１ａ,２１１ｂをそれぞれ１基設けているが、それぞれ複数基設けてもよい。また、選別機構１１から下流のコンベア２１１ｂへ直接芋類を送り出してもよい。

選別機構１１は、図２（図２はチェーン１２３を図示略）〜図５に見られるように、同じ向きに揃えた３本のテーパーローラ１１１を、それぞれの回転軸１１１４を平行に横並びさせた構成である。芋類は、投入シュート１１４によりテーパーローラ１１１の大径側１１１２寄りに投入され、前記テーパーローラ１１１により小径側１１１３へと送られる。前記テーパーローラ１１１の隙間１１２から落下しなかった一定以上の大きさの芋類は、小径側１１１３から上流のコンベア２１１ａに送り出される。

投入シュート１１４は、傾斜角度が大きな場合、テーパーローラ１１１上に投入した芋類が勢い余って転がり、選別されない虞があるので、例えば投入シュート１１４の出口にカーテン等を設け、芋類の勢いを低減するとよい。サイドカバー１１５は、テーパーローラ１１１を挟むように架台１１３の左右に立てて設ける板面で、投入シュート１１４からテーパーローラ１１１上に投入される芋類が架台１１３外へこぼれることを防止する。回収シュート１１６は、テーパーローラ１１１の隙間１１２から落ちた小さな芋類を特定位置に集めて落下させる漏斗状のシューターである。

本例のテーパーローラ１１１は、３本とも大径側１１１２又は小径側１１１３の外径が同じで、テーパー角度も等しい円錐台形状である。複数のテーパーローラ１１１は、大径側１１１２又は小径側１１１３の外径を一部異ならせ、それぞれのテーパー角度に差を設けてもよい。この場合、異なるテーパー角度は、０．５度〜６度、好ましくは１度〜３度の範囲に収めるとよい。

テーパーローラ１１１は、回転軸１１１４端にそれぞれ設けた軸受１１７を、軸受台１１８を介して架台１１３に支持させている。軸受台１１８は、テーパーローラ１１１の並び方向に延びる長孔１１９を設けている。テーパーローラ１１１は、前記長孔１１９の範囲で軸受台１１８を架台１１３にボルト止めする位置を変更し、隣り合うテーパーローラ１１１の隙間１１２を調節することにより、選別する芋類の大きさを変更できる。テーパーローラ１１１は、架台１１３に設けた長孔の範囲で軸受台１１８を前記架台１１３にボルト止めする位置を変更し、隣り合うテーパーローラ１１１の隙間を調整することもできる。

小径側１１１３の軸受台１１８は、前記小径側１１１３の回転軸１１１４端を架台１１３から遠ざけて、テーパーローラ１１１の隙間１１２に挟まれた芋類が架台１１３に当たって送り出せなくなる事態を回避させる。大径側１１１２の軸受台１１８は、テーパーローラ１１１の回転軸１１１４を水平にするために設けるものである。

テーパーローラ１１１は、大径側１１１２の回転軸１１１４端に従動スプロケット１２２を取り付けている。また、架台１１３に支持されたローラ駆動源１２０は、回転軸１２５に駆動スプロケット１２１を取り付けている。駆動スプロケット１２１及び従動スプロケット１２２は、チェーン１２３が掛け回され、同方向に回転する。チェーン１２３は、弛み防止のため、架台１１３に支持されたガイドローラ１２４が押し当てられている。

選別機構１１は、次の手順で芋類を選別する。芋類は、傾斜する投入シュート１１４上端に供給され（図２中矢印ａ）、テーパーローラ１１１の大径側１１１２寄りに芋類が投入される（図２中矢印ｂ）。芋類は、回転するテーパーローラ１１１の側面に沿ってテーパーローラ１１１の大径側１１１２から小径側１１１３へ移動していく（図２中矢印ｃ）。

芋類は、当然に、テーパーローラ１１１の隙間１１２より小さければ落下し（図２中矢印ｄ）、回収シュート１１６を通じて回収される。こうして回収された小さな芋類は、作業者がそのまま確認し、問題なければ後工程（例えば蒸煮工程）に回される。これに対し、小径側１１１３の隙間１１２より大きく、前記隙間１１２から落下しなかった芋類は、前記小径側１１１３から上流のコンベア２１１ａに送り出される（図２中矢印e）。

切断機構２１の刃２１２を昇降させて前記コンベア２１１ｂ上の芋類を切断する構成では、図６〜図１０（図８はサイドプレート２２１及び架台２１４、下流のコンベア２１１ｂを省略している）に見られるように、昇降機構２２２により刃２１２を昇降させ、下流のコンベア２１１ｂの搬送面２１１１上にある芋類を切断する。本例は、前記下流のコンベア２１１ｂの搬送方向に直交して搬送面２１１１を横断する幅を有する刃２１２を、刃支持部２１３から３枚垂下している。刃２１２それぞれは、前記下流のコンベア２１１ｂの搬送方向に若干傾斜してもよい（−１０度〜＋１０度）。刃２１２は、１枚以上あればよいが、複数枚あると、昇降頻度を押えながら、より多くの芋類を切断できるようになり、作業能率が向上するので好ましい。

刃支持部２１３は、四隅にガイド棒受け２１７を取り付けた平板状の刃支持台２１３１と、前記刃支持台２１３１下面に並ぶ刃支持板２１３２とから構成される。刃支持板２１３２は、前記下流のコンベア２１１ｂの搬送方向に直交する２枚一組の挟持板から構成される。前記挟持板は、前記搬送方向に等間隔で平行に３組並び、それぞれが刃２１２を挟んでボルト止めしている。これにより、３枚の刃２１２は、前記下流のコンベア２１１ｂの搬送方向に等間隔で平行に並ぶ。

下流のコンベア２１１ｂは、上流のコンベア２１１ａから芋類が落下して来る衝撃や、下降してきた刃２１２が芋類を切断する際の圧力を受ける。このことから、下流のコンベア２１１ｂは、前記衝撃や圧力への強度と伸縮性とを兼ね備えたゴム製ベルトコンベアが好適である。本例の下流のコンベア２１１ｂは、支持台２１５の上面且つ刃２１２の側面にサイドプレート２２１を取り付け、芋類が搬送面２１１１から落下することを防止している。このほか、サイドプレート２２１は、下降した刃２１２の側面に向けて突出する棒体又は板体を設け、前記刃２１２に付着して持ち上げる芋類を下流のコンベア２１１ｂの搬送面２１１１へ落とすことができる。

刃２１２は、前記刃支持部２１３の昇降運動に従って、下流のコンベア２１１ｂの搬送面２１１１に向けて昇降する。刃２１２の昇降量は、刃２１２の先端と下流のコンベア２１１ｂの搬送面２１１１との距離が１mm〜５mm程度隙間を残すように設定する。これにより、前記下流のコンベア２１１ｂの搬送面２１１１上の芋類を切断できるが、先端が前記搬送面２１１１に衝突しないので、下流のコンベア２１１ｂを傷つけない。

刃２１２を昇降させる昇降機構２２２は、いずれも下流のコンベア２１１ｂより上に配置する。これにより、昇降機構２２２は、芋類の屑等の落下により汚れる虞がない。本例の運動伝達機構は、クランク盤２２２７及びロッド２２２８からなるクランク機構である。昇降駆動源２２２１は、駆動源台２１８上に固定されている。駆動源台２１８は、架台２１４上部にある支持台２１５に固定されたガイド棒２１６によって支持される。

昇降駆動源２２２１は、ブレーキ付き電動モータとすれば、例えばメンテナンスに際して刃２１２を持ち上げた状態を保持できる利点が得られる。昇降駆動源２２２１は、駆動側回転軸２２２２に駆動スプロケット２２２３を取り付けている。駆動源台２１８には、上部に軸受台２２０を設けている。軸受台２２０は、従動側回転軸２２２６の軸受２１９を支持する。従動側回転軸２２２６は、両端にクランク盤２２２７を取り付け、軸受２１９の内側に従動スプロケット２２２４を取り付けている。従動側回転軸２２２６は、駆動スプロケット２２２３と従動スプロケット２２２４とに掛け回されたチェーン２２２５により回転し、両端のクランク盤２２２７を回転させる。

クランク盤２２２７は、ロッド２２２８により刃支持部２１３と連結している。運動伝達機構は、クランク盤２２２７の回転運動をロッド２２２８の昇降運動に変換し、前記昇降運動を刃支持部２１３へと伝達する。刃支持部２１３は、四隅に取り付けたガイド棒受け２１７がガイド棒２１６に拘束されながら垂直方向に昇降する。こうして、前記刃支持部２１３に支持された刃２１２は、ロッド２２２８の昇降運動により、垂直方向に安定して昇降する。ガイド棒２１６は、刃支持部２１３の安定した昇降が実現できれば、配置や本数が限定されない。

別例の切断機構３１は、図１１〜図１２にみられるように、駆動源３１５によって刃３１２の回転軸３１４を回転させ、シュート３１１を図１１中矢印eの方向に流れる芋類を切断する。芋類の移送経路としてシュート３１１を使用すると、芋類を移動させる駆動手段が不要になる。シュート３１１及び駆動源３１５は、架台３１６に支持されている。シュート３１１の傾きや刃３１２の配置、個数は限定されず、目的とする処理能力や切断位置、切断回数によって適宜調整すればよい。別例は、図１２のように、シュート出口３１１１近傍に、垂直に立てた姿勢の刃３１２を左右中央に配置し、芋類をほぼ左右中央で切断する。

刃３１２は、シュート出口３１１１の上下に配置された刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２から構成される。シュート３１１には、刃（下部）３１２２を突出させる切り込み３１７が入っている。図１１を正面から見て、刃（上部）３１２１は、時計回り（図１１中矢印ｆ）、刃（下部）３１２２は、反時計回り（図１１中矢印ｇ）になっている。シュート３１１を流れる芋類は、刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２に挟まれた状態で切断されるため、シュート３１１より上方、特にシュート出口３１１１より上方向に飛び出しにくくなっている。また、切断時の負荷が刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２に分散して、効率よく芋類を切断できる。

刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２との隙間３１３は、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。隙間３１３が前記範囲にあれば、刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２との干渉をなくしつつ、芋類を左右に完全に切断できる。このほか、刃（上部）３１２１又は刃（下部）３１２２の少なくとも一方は、刃先にチップを取り付けたチップソーであると、芋類の切断面で滑ることなく、安定に芋類を切断しやすくなって、好ましい。刃（上部）３１２１と刃（下部）３１２２の回転数は、同じでも異なっていてもよい。

１切断装置
１１選別機構
１１１テーパーローラ
１１１２大径側
１１１３小径側
１１１４回転軸
１１２隙間
１１３架台
１１４投入シュート
１１５サイドカバー
１１６回収シュート
１１７軸受
１１８軸受台
１１９長孔
１２０ローラ駆動源
１２１駆動スプロケット
１２２従動スプロケット
１２３チェーン
１２４ガイドローラ
１２５回転軸
２１切断機構
２１１ａ上流のコンベア
２１１ｂ下流のコンベア
２１１１搬送面
２１２刃
２１３刃支持部
２１３１刃支持台
２１３２刃支持板
２１４架台
２１５支持台
２１６ガイド棒
２１７ガイド棒受け
２１８駆動源台
２１９軸受
２２０軸受台
２２１サイドプレート
２２２昇降機構
２２２１昇降駆動源
２２２２駆動側回転軸
２２２３駆動スプロケット
２２２４従動スプロケット
２２２５チェーン
２２２６従動側回転軸
２２２７クランク盤
２２２８ロッド
３１切断機構
３１１シュート
３１１１シュート出口
３１２刃
３１２１刃（上部）
３１２２刃（下部）
３１３隙間
３１４回転軸
３１５駆動源
３１６架台
３１７切り込み

Claims

芋類を切断する切断機構の芋類の移動経路の上流に、一定以上の大きさの芋類のみを前記芋類の移動経路に送り出す選別機構を備えた芋類の切断装置であって、
前記選別機構は、同じ向きに揃えた複数のテーパーローラを、それぞれの回転軸を平行に横並びさせた構成で、
回転する前記テーパーローラの大径側から投入された芋類のうち、前記テーパーローラの隙間から落下しなかった一定以上の大きさの芋類を小径側から芋類の移動経路に送り出し、
前記切断機構は、刃を回転させて芋類の移動経路を流れる芋類を切断する構成で、前記刃の回転軸を前記芋類の移動経路に直交して配置し、前記刃は複数あり、芋類の移動経路を挟んで上下に配置したことを特徴とする芋類の切断装置。
前記選別機構は、テーパー角度を０．５度〜６度とした前記テーパーローラを、それぞれの回転軸を水平にして横並びさせたことを特徴とする請求項１に記載の芋類の切断装置。
前記選別機構は、前記テーパーローラの回転軸端を、軸受台を介して架台に支持させたことを特徴とする請求項１に記載の芋類の切断装置。