JP7486221B1

JP7486221B1 - スライサー

Info

Publication number: JP7486221B1
Application number: JP2022190822A
Authority: JP
Inventors: 崇青田; 康弘齊藤; 宗市朗小田
Original assignee: 株式会社ニッピ機械
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2042-11-29
Also published as: JP2024078330A

Abstract

【課題】簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライザーを提供する。【解決手段】一側端に刃先２ａを有するエンドレス帯形状のバンドナイフ２と、ワークＷを保持するワーク保持部２５と、バンドナイフ２をバンドナイフ２の下側から支持するナイフガイド３と、ワーク保持部２５をバンドナイフ２の刃先２ａに向かって送り出すワーク送り部５と、ワークＷをスライスする厚みだけバンドナイフ２の刃先２ａよりはみ出るようにワーク送り部５移動させるワーク押出し部６とを備える。ワークＷをワーク押出し部６によるワーク押出し方向と対向する方向から支持するワーク支持部４を備える。ワーク押出し部６の軸に直交する方向から、ワークＷの外面を支持するワーク外側ガイド部３０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、エンドレス帯形状のバンドナイフにより被加工物（ワーク）を切断するスライサーに関する。

本願出願人は、特許文献１において、一対のプーリーを回転させることによりバンドナイフを一対の案内刃の間で走行させる一方、被加工物を送りローラでバンドナイフの刃先に向かって送り出すことにより、被加工物をシート状にスライスするスライサー及びスライス方法を提案し、実用化している。

特許文献１のスライサーでは、皮、スポンジ、発泡体、ゲル、ゴム、プラスチック等のシート状の軟質素材からなる被加工物を高い厚み精度でスライスすることができるが、ブロック状の被加工物は送りローラでは送り出すことができないため、ブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライサーが要望されている。

特許文献２には、１対のプーリーにより無端回転刃を回転させる一方、魚・肉等の冷凍食品を載置台に載せ、押圧板により冷凍食品を受板に押圧した状態で、載置台を無端回転刃に向かって直進運動させることにより、冷凍食品を切断する冷凍食品の切断装置が記載されている。

特許文献２の切断装置では、切断後の切断面が無端切断刃に接触しないように、復路側で載置台を四角形の軌跡でサイクリックに移動させたり、切断中に受板から離れた冷凍食品の切断部分を加圧板で加圧したり、切断後に載置台が復路を移動するときに押圧板による冷凍食品の押圧を止める等、複雑な制御が必要であった。

特許第６７６２０２１号明細書特許第２６３０９２６号明細書

本願発明は、特許文献１のスライサーをさらに発展させて、簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライサーを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、以下の手段をとる。
（１）一側端に刃先を有するエンドレス帯形状で、ワークをスライスする方向に平行に配置された水平部分を有するバンドナイフと、
前記ワークを保持するワーク保持部と、
前記バンドナイフを支持するナイフガイドと、
前記ワーク保持部を前記バンドナイフの刃先に向かって送り出すワーク送り部と、
前記ワークをスライスする厚みだけ前記バンドナイフの刃先よりはみ出るように前記ワーク保持部を移動させるワーク押出し部と、
前記バンドナイフにより切り込まれる直前の前記ワークの部分を前記ワーク押出し部によるワーク押出し方向と対向する方向から支持し、前記バンドナイフにより切り込まれた後の前記刃先からはみ出る前記ワークの部分を排出方向に案内する外周面を有する支持ローラと、を備え、
前記支持ローラは、前記支持ローラの外周面と前記バンドナイフの刃先との間のワーク押出方向の寸法ｓが前記ワークをスライスする厚みｔより小さくなるように調整する。
前記手段１では、ワーク押出し部によりワークをスライスする厚みだけバンドナイフの刃先よりはみ出した状態で、ワーク送り部によりワークをバンドナイフの刃先に向かって移動させると、ワークはバンドナイフの刃先により切断される。ワークはワーク保持部に保持されているので、ワークを押圧したり、加圧する必要がなく、制御が簡易になる。

また、前記手段１では、バンドナイフによりスライスされるワークの部分をワーク支持部で支持しながら、下方に案内することができる。

（２）前記手段１において、
前記ワーク押出し部の軸に直交する方向から、前記ワークの外面を支持するワーク外側ガイド部を備える。
前記手段２では、ワークがスライスされている間、ワークの外面がワーク外側ガイド部で支持されるので、ワークの切り込み方向の撓みや倒れが防止される。

（３）前記手段１又は２において、
前記ワーク外側ガイド部に前記バンドナイフを押さえるナイフ押さえ部を備える。
前記手段３では、ワークがスライスされている間、ナイフ押さえ部によりバンドナイフが上側から押さえられ、ナイフ支持部とともに、バンドナイフがブレれるのを抑制することができる。

（４）前記手段１から３のいずれかにおいて、
前記バンドナイフは、前記ワークのスライスされる側に切刃を有する片刃である。
前記手段４では、切り離される側のスライス片を切刃の傾斜に沿って案内することができる。また、切り離されない側のワークの断面は切刃で押圧されないので、ワークの断面が高精度に維持される。

（５）前記手段１から４のいずれかにおいて、
前記バンドナイフの切刃を研磨する研磨装置と、
前記バンドナイフにより前記ワークをスライスする間に前記ワーク送り部又は前記バンドナイフに生じる荷重を測定する荷重測定手段とを備え、
前記荷重測定手段が検出した荷重が所定の基準値を超えると、前記研磨装置により前記バンドナイフの切刃を研磨する。
前記手段５では、バンドナイフの切刃が自動的に研磨されるので、バンドナイフの切れ具合を維持することができる。

（６）前記手段５において、
前記ワーク送り部は、前記ワークと一体に移動する従動部と、前記従動部を牽引し押動する駆動部とを備え、
前記荷重測定手段は、前記従動部と前記駆動部の間に介在されたロードセルからなる。
前記手段６では、ワークの切断中に生じるスライド荷重を容易に検出することができる。

本発明によれば、簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるとういう効果を有している。

本発明の実施形態に係るスライサーの概略図。図１のスライサーの１対のプーリーとバンドナイフの正面図。図１のスライサーの１対のプーリーとバンドナイフの平面図。バンドナイフの刃先近傍の拡大断面図（ａ）及び刃先の拡大断面図。図１のV-V線拡大断面図。図１のスライサーによる切断動作を順に示す概略図。図１のスライサーにおける自動研磨サイクルを示すフローチャート。図１のスライサーの変形例を示す断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスライサー１を示す。スライサー１は、バンドナイフ２と、ナイフガイド３と、支持ローラ４と、ワーク送り部５と、ワーク押出し部６と、ワークガイド部７と、制御部８とを備えている。

バンドナイフ２は、図２、図３に示すように、ＳＫＨ材等の高速度鋼からなる帯形状を有し、両端が接合されることにより環状のエンドレスに形成され、一側端に刃先２ａを有する。バンドナイフ２は、スライサー１の架台９に設けられた一対のプーリー１０ａ、１０ｂに掛けられて水平に配置され、一方又は両方のプーリー１０ａ、１０ｂが図１に示す第１駆動モータ１１により回転駆動することにより、一対のプーリー１０ａ、１０ｂの間を一方向に走行するように構成されている。一対のプーリー１０ａ、１０ｂの回転軸は、図３に示すように、バンドナイフ２の刃先２ａに向かって内向きに傾斜し、すなわち、平面視でハの字状に配置されている。これにより、バンドナイフ２は、一対のプーリー１０ａ、１０ｂが回転している間、刃先２ａの方向に付勢される。バンドナイフ２の切刃２ｂは、バンドナイフ２の上側を走行する上側水平部分の下側に設けられた片刃である。

バンドナイフ２の上側を走行する上側水平部分の上流側と下流側に、バンドナイフ２の刃先２ａに対向して規制ローラ１２ａ、１２ｂが設けられている。規制ローラ１２ａ、１２ｂは、バンドナイフ２の切刃２ｂと接触して回転し、バンドナイフ２が刃先２ａの方向に移動するのを規制するとともに、バンドナイフ２が上下方向に刃ブレするのを防止している。

バンドナイフ２の下側を走行する下側水平部分に、バンドナイフ２の切刃２ｂを研磨する研磨砥石１３が設けられている。研磨砥石１３は、上下に一対設けられ、バンドナイフ２の走行方向に平行な軸の回りに第２駆動モータ１４により回転可能で、外周面に砥面を有し、上側の研磨砥石１３ａがバンドナイフ２の切刃２ｂを研磨し、下側の研磨砥石１３ｂが刃先に生じた返りを除去するようになっている。バンドナイフ２の切刃２ｂは片刃であるので、研磨砥石１３はバンドナイフ２の下側水平部分の上側に配置されている。研磨砥石１３は、図示しない移動機構によりバンドナイフ２の切刃２ｂに対して進退可能に設けられている。

ナイフガイド３は、図４に示すように、バンドナイフ２の上側水平部分の下側を支持するように、スライサー１の架台９に設けられている。ナイフガイド３の上面には、バンドナイフ２の切刃２ｂの近傍でバンドナイフ２の下面を支持する支持部３ａが形成されている。ナイフガイド３の下面は、バンドナイフ２の刃先２ａに向かって上向きに傾斜する傾斜面３ｂが形成され、その先端は上面まで達している。ナイフガイド３の支持部３ａと傾斜面３ｂとは鋭角をなしている。

支持ローラ４は、本発明のワーク支持部を構成するもので、図４に示すように、バンドナイフ２の上側を走行する上側水平部分の下側に、バンドナイフ２の刃先２ａと近接するように、配置されている。支持ローラ４は、図２に示すように、バンドナイフ２の上側水平部分と平行な軸の回りに自由回転可能に、スライサー１の架台９に支持されている。支持ローラ４の外周面の頂部とバンドナイフ２の刃先２ａとの間の寸法は、図２に示す第３駆動モータ１５により、調整可能になっている。

ワーク送り部５は、図１に示すように、駆動部１６と従動部１７を備えている。駆動部１６と従動部１７は、スライサー１の架台９に水平に設けられたレール１８に前後して配置され、バンドナイフ２の走行方向に直交する方向に水平移動可能になっている。駆動部１６には牽引部１９ａと押圧部１９ｂとを有する逆Ｕ字形の連結アーム１９が設けられ、従動部１７には連結アーム１９の牽引部１９ａと押圧部１９ｂの間に位置する被連結アーム２０が設けられている。駆動部１６は、レール１８と平行に架台９に設けられたボールねじ２１が螺合して貫通するねじ部２２が設けられ、ボールねじ２１を第４駆動モータ２３により回転させることで、従動部１７を牽引し、押動するように構成されている。連結アーム１９の牽引部１９ａと被連結アーム２０の間には、ロードセル２４が設けられている。ロードセル２４は、駆動部１６が従動部１７を牽引するときの荷重を検出できるようになっている。

ワーク送り部５は、またワーク保持部２５を備えている。ワーク保持部２５は、従動部１７のナット部２６に螺合して垂直に貫通するボールねじ２７の下端に取り付けられ、従動部１７と一体に移動可能に設けられている。ワーク保持部２５は、下面にワークＷの上端を固定し、ワークＷの下端が自由状態になるように吊り下げた状態に保持する。

ワークＷは、本実施形態では、図５に示すように、四角柱、すなわち、矩形断面形状であり、軟質のブロック状の素材である。ワークＷはこれに限らず、種々の形状のものを使用することができる。

ワーク押出し部６は、ナット部２６をベルト２８を介して回転させる第５駆動モータ２９を備えている。第５駆動モータ２９を駆動すると、ナット部２６が回転してボールねじ２７が昇降し、ワーク保持部２５を上昇、下降するようになっている。これにより、ワークＷの下端をスライスする厚み（ｔ）だけバンドナイフ２の刃先２ａよりはみ出るようにワークＷを移動させることができるようになっている。

ワークガイド部７は、ワーク外側ガイド部３０を備えている。

ワーク外側ガイド部３０は、ワーク送り部５の従動部１７の下方に支柱３２により支持された矩形の板形状を有する。ワーク外側ガイド部３０は、図５に示すように、ワークＷの外形に沿ってくり抜かれた矩形の開口部３３を有し、開口部３３の内周縁によりワークＷの外周を支持するようになっている。

図４に示すように、ワーク外側ガイド部３０の下面は、バンドナイフ２の上側に位置し、バンドナイフ２の上面を押さえてガイドするナイフ押さえ部３０ａとなっている。

制御部８は、図１に示すように、バンドナイフ２の第１駆動モータ１１、支持ローラ４の第３駆動モータ１５、ワーク送り部５の第４駆動モータ２３、ワーク押出し部６の第５駆動モータ２９を駆動し、ワークＷのスライス動作を制御するとともに、ワーク送り部５の駆動部１６と従動部１７の間に設けられたロードセル２４の信号に基づいて研磨砥石１３の第２駆動モータ１４及び移動機構を駆動し、バンドナイフ２の切刃２ｂを研磨する制御を行う。

次に、本発明の実施形態に係るスライサー１によるワークＷの切断動作について説明する。

まず、ワーク送り部５の第４駆動モータ２３を逆転駆動し、駆動部１６を後退させて従動部１７を押動し、ワーク保持部２５をバンドナイフ２から離れた原点位置に移動する。また、ワーク押出し部６の第５駆動モータ２９を逆転駆動し、ワーク保持部２５を上昇させて上方の初期位置に移動する。この状態で、ユーザは、ワーク保持部２５の下面にワークＷの上端を固定し、ワークＷの下端が自由状態になるように吊り下げた状態に保持する。

次に、バンドナイフ２の一対のプーリー１０ａ、１０ｂの第１駆動モータ１１を駆動し、一対のプーリー１０ａ、１０ｂを回転させて、バンドナイフ２を回転させる。一対のプーリー１０ａ、１０ｂの軸は傾斜しているため、バンドナイフ２が回転している間、バンドナイフ２は一側端にある刃先２ａの方向に向かって移動し、規制ローラ１２ａ、１２ｂで規制される。バンドナイフ２の上側水平部分は一方向に走行し、下側水平部分は上側水平部分と反対方向に走行する。

ここで、バンドナイフ２の刃先２ａは、ワーク外側ガイド部３０のナイフ押さえ部３０ａと、ナイフガイド３の支持部３ａの上面との間に挟まれているので、バンドナイフ２の上下のブレは抑制される。

ワーク押出し部６の第５駆動モータ２９を正転駆動し、ワーク保持部２５を下降させて、図４（ｂ）に示すように、ワークＷをスライスする厚み（ｔ）だけバンドナイフ２の刃先２ａより下側にはみ出るように移動させる。また、支持ローラ４の第３駆動モータ１５を駆動させて、支持ローラ４の外周面の頂部とバンドナイフ２の刃先２ａとの間の寸法（ｓ）と、ワークＷをスライスする厚み（ｔ）とが、ｔ≧ｓとなるように、調整する。支持ローラ４とバンドナイフ２の刃先２ａとの間の寸法（ｓ）がワークＷをスライスする厚み（ｔ）より小さいことで、ワークＷは押さえられながらスライスされることになる。

続いて、図６（ａ）に示すように、ワーク送り部５の第４駆動モータ２３を正転駆動し、駆動部１６を前進させて従動部１７を牽引し、ワーク保持部２５をバンドナイフ２に向かって送り出す。これにより、図６（ｂ）に示すように、バンドナイフ２の刃先２ａがワークＷに切り込み、バンドナイフ２の刃先２ａより下側にはみ出た厚み（ｔ）の部分が切り離されて、支持ローラ４により、下方に案内される。

ワークＷが柔軟であれば、ワークＷの先端がバンドナイフ２の切刃２ｂに当たって撓み、厚み精度に影響が生じるが、本実施形態のスライサー１では、ワークＷがスライスされている間、ワークＷの外面はワーク外側ガイド部３０にガイドされているので、ワークＷの切り込み方向の撓みや倒れが防止され、所定の厚みに高精度で切断される。

また、バンドナイフ２は、切刃２ｂがワークＷを切り離す側に設けられた片刃であるので、切り離される側のスライス片を切刃２ｂの傾斜に沿って下方に案内することができる。また、バンドナイフ２にはワークＷを切り離さない側に切刃２ｂがなく、切り離されない側のワークＷの断面を押圧しないので、ワークＷの断面は高精度に維持される。

図６（ｃ）に示すように、バンドナイフ２の切刃２ｂにより切り落とされたシート状のスライス片Ｗｓは、下方に排出される。スライス片Ｗｓが切り落とされると、ワーク送り部５の第４駆動モータ２３を一旦、停止した後、逆転駆動し、駆動部１６を後退させて従動部１７を押動し、ワーク保持部２５をバンドナイフ２から離れた原点位置に復帰する。
以下同様の動作を繰り返すことにより、ワークＷから所定厚さの複数のスライス片Ｗｓを切断する。

バンドナイフ２の刃先２ａが摩耗すると、バンドナイフ２の切れ具合が劣化するため、本実施形態のスライサー１では、バンドナイフ２の切刃２ｂを自動的に研磨する。

図７に示すように、まず、ステップ１０１の機械を運転している間は、駆動部１６と従動部１７の間に設けたロードセル２４からの応力信号に基づき、駆動部１６が従動部１７を牽引するときのスライド荷重を算出する。ステップ１０２で、スライド荷重が所定の第１閾値より小さいときは、ステップ１０１に戻って機械の運転を継続する。スライド荷重が所定の第２閾値より大きいとき（過大であるとき）は、機械を停止し、スライド荷重が第１閾値と第２閾値の間にあるときは、ステップ１０４でバンドナイフ２を連続運転し、ステップ１０５でバンドナイフ２の切刃２ｂの研磨を開始する。バンドナイフ２の切刃２ｂの研磨は、研磨砥石１３を回転させながらバンドナイフ２の切刃２ｂに接触させることにより行う。

バンドナイフ２の切刃２ｂの研磨中に、ステップ１０６でスライド荷重が第１閾値より小さいくなったときは、ステップ１０７で研磨を停止し、ステップ１０１に戻って機械を通常運転する。スライド荷重が第１閾値より大きいときは、ステップ１０８でバンドナイフ２の連続運転を継続し、ステップ１０９で研磨を継続する。

さらに、ステップ１１０で、スライド荷重が第１閾値より小さくなったときは、ステップ１１１で研磨を停止し、ステップ１０１に戻って機械を通常運転する。スライド荷重が第１閾値より大きいときは、ステップ１０８に戻ってバンドナイフ２の連続運転と、研磨を継続する。

前記実施形態では、ワークＷをワーク保持部２５に吊り下げるように保持しているが、図８に示すように、ワークＷをワーク保持部２５に載せて保持し、ワークＷの上端をバンドナイフ２でスライスするようにしてもよい。
また、前記実施形態では、ワーク支持部として支持ローラ４を設けたが、ワーク支持部はローラである必要はなく、ワークを押さえるテーブル等でもよい。

前記実施形態ではバンドナイフ２の切れ具合は、ワーク送り部５の駆動部１６と従動部１７の間に設けたロードセル２４によるスライド荷重で判断したが、バンドナイフ２の一対のプーリー１０ａ、１０ｂの駆動抵抗や、バンドナイフ２の刃先２ａと反対側の側端が受ける反力等の測定値で判断するようにしてもよい。

１…スライサー
２…バンドナイフ
２ａ…刃先
２ｂ…切刃
３…ナイフガイド
４…支持ローラ（ワーク支持部）
５…ワーク送り部
６…ワーク押出し部
７…ワークガイド部
８…制御部
９…架台
１０ａ、１０ｂ…プーリー
１１…第１駆動モータ
１２ａ、１２ｂ…規制ローラ
１３…研磨砥石
１４…第２駆動モータ
１５…第３駆動モータ
１６…駆動部
１７…従動部
１８…レール
１９…連結アーム
１９ａ…牽引部
１９ｂ…押圧部
２０…被連結アーム
２１…ボールねじ
２２…ねじ部
２３…第４駆動モータ
２４…ロードセル（荷重測定手段）
２５…ワーク保持部
２６…ナット部
２７…ボールねじ
２８…ベルト
２９…第５駆動モータ
３０…ワーク外側ガイド部
３０ａ…ナイフ押さえ部
３２…支柱
３３…開口部
Ｗ…ワーク
Ｗｓ…スライス片

Claims

一側端に刃先を有するエンドレス帯形状で、ワークをスライスする方向に平行に配置された水平部分を有するバンドナイフと、
前記ワークを保持するワーク保持部と、
前記バンドナイフを支持するナイフガイドと、
前記ワーク保持部を前記バンドナイフの刃先に向かって送り出すワーク送り部と、
前記ワークをスライスする厚みだけ前記バンドナイフの刃先よりはみ出るように前記ワーク保持部を移動させるワーク押出し部と、
前記バンドナイフにより切り込まれる直前の前記ワークの部分を前記ワーク押出し部によるワーク押出し方向と対向する方向から支持し、前記バンドナイフにより切り込まれた後の前記刃先からはみ出る前記ワークの部分を排出方向に案内する外周面を有する支持ローラと、を備え、
前記支持ローラは、前記支持ローラの外周面と前記バンドナイフの刃先との間のワーク押出方向の寸法ｓが前記ワークをスライスする厚みｔより小さくなるように調整することを特徴とするスライサー。
前記ワーク押出し部の軸に直交する方向から、前記ワークの外面を支持するワーク外側ガイド部を備えることを特徴とする請求項１に記載のスライサー。
前記ワーク外側ガイド部に前記バンドナイフを押さえるナイフ押さえ部を備えることを特徴とする請求項２に記載のスライサー。
前記バンドナイフは、前記ワークのスライスされる側に切刃を有する片刃であることを特徴とする請求項１に記載のスライサー。
前記バンドナイフの切刃を研磨する研磨装置と、
前記バンドナイフにより前記ワークをスライスする間に前記ワーク送り部又は前記バンドナイフに生じる荷重を測定する荷重測定手段とを備え、
前記荷重測定手段が検出した荷重が所定の基準値を超えると、前記研磨装置により前記バンドナイフの切刃を研磨することを特徴とする請求項１に記載のスライサー。
前記ワーク送り部は、前記ワークと一体に移動する従動部と、前記従動部を牽引し押動する駆動部とを備え、
前記荷重測定手段は、前記従動部と前記駆動部の間に介在されたロードセルからなることを特徴とする請求項５に記載のスライサー。