JPWO2007007415A1 - ベーン型水圧モータ及び該モータ駆動の食品加工用切断機及び食品加工用切断装置 - Google Patents

Abstract

回転刃が切断抵抗の大きい箇所に突き当たって過負荷となり回転刃の回転数が低下し、又は停止しても、回転刃を切断抵抗の小さいところに移動させれば直ちに回転が回復して切断作業を中断することなく続行でき、また、衛生保持のために装置をスチームや洗浄液で洗浄しても、絶縁不良等による不具合が生じる虞が皆無な食品加工用切断機及びこれを用いた切断装置を提供するために、ベーン型水圧モータと該モータの回転軸に機械的に連結された回転刃よりなるカッター部と該カッター部を一支点周りに旋回変位可能に支持するカッター支持装置を具備する一あるいは複数の切断機と、前記水圧モータに作動水を供給する水ポンプと、前記水圧モータへの作動水供給管と、前記水圧モータからの作動水戻り管と、前記作動水供給管に配設された作動水流量調整弁と、作動水を貯留する水タンクとを備え、作動水が前記水ポンプ、水圧モータ、水タンクを循環するようにした。

Description

本発明は、ベーン型水圧モータと該モータにより回転駆動される回転刃により加工食品、例えば骨付き食肉屠体等の切断機及び切断装置に関し、特に前記水圧モータの駆動力特性を有利に利用した食品加工用切断機、食品加工用切断装置に関する。

原子力発電所等で用いられる機器の操作や、掘削装置、エレベータ駆動装置において、水ポンプで加圧された作動水を水圧モータや水圧シリンダに送り、該水圧モータや水圧シリンダにより機器類を駆動する装置が開示されている（例えば、特許文献１、２、および３参照。）。

特開平８−２３２９０４号公報 特開平９−３２７１５号公報 特開２００３−２５６０号公報

特許文献１の技術においては、放射線場における機器を操作するサーボ機構と該サーボ機構を制御するサーボ制御部を備えたサーボ装置を、水を作動流体とする水圧モータと、該水圧モータに作動水を供給する水圧ポンプと、水圧モータへの水の給排を制御する水圧サーボ弁と、該水圧サーボ弁を制御するサーボコントローラにより構成し、該サーボ装置によって前記放射線場にある機器を操作している。そして、水圧モータとしては斜版式ピストンポンプがアクチュエータとして用いられている。

特許文献２の技術は、ラジアルタービンと水ノズルからなる水圧モータによって掘削カッターを回転駆動する掘削装置に関し、水圧モータの寿命増大、交換容易化、切削屑排出の容易化、および掘削穴の洗浄の容易化等を図ったものである。

特許文献３の技術は、二方向回転水圧ポンプにより乗り籠を昇降させる水圧シリンダに圧力水を給排して乗り籠を昇降させるように構成された装置である。

一方、加工食品、例えば骨付き食肉屠体の肉部を回転刃により切断することは従来から広く行なわれているが、これらの切断装置においては、回転刃の回転駆動は電動モータで行なわれるのが一般であり、水圧モータで回転刃を回転駆動する切断機およびこれを用いた切断装置は見当たらない。

図１１に電動モータ駆動の食品加工用切断機の１例の斜視図を示し、図１２に図１１のカッター部の拡大断面図を示す。図１１、図１２において、２００は、電動モータ２０１、回転刃２１１等からなるカッター部、２２０は、ブラケット２２１、カッター部支持アーム２２３等からなるカッター支持部、２３０は切断機テーブルである。カッター支持部２２０のブラケット２２１は切断機テーブル２３０に固定され、カッター部支持アーム２２３は一端側がブラケット２２１に回転自在に支持され他端側は前記カッター部２００に固定されている。ブラケット２２１のアーム部２２２に空圧シリンダ２２４の一端側が固定され、該空圧シリンダ２２４の他端側が前記カッター部支持アーム２２３に取付けられている。空圧シリンダ２２４を作動させることにより、カッター部２００をブラケット２２１の中心軸周りに旋回変位させることができる。

カッター部２００は、電動モータ２０１の回転軸２０２の回転が歯車２０８a、b、cを介して回転軸２１２に伝えられるように構成されている。すなわち、回転軸２１２が電動モータ２０１が固定されたギアケーシング２１４、２１５内に枢支され、ギアケーシング２１４、２１５内には前記歯車２０８ａ、ｂ、ｃが軸受支持されていて、これらの歯車を介して回転が伝えられる。前記ギアケーシング２１４、２１５に前記カッター部支持アーム２２３の他端側が固定されている。回転軸２１２の下端側に回転刃２１１を取付けた回転刃取付けボス２１３が嵌着自在に取付けられている。２１６はカバーであり、２１７、２１８は軸シールである。電動モータ２０１には動力線２０３、制御線２０４、加圧用エアホース２０５がコネクタ２０７を介して連結される。これらの線およびホースはフレキシブルダクト２０６により覆ってある。電動モータ２０１は防水カバー２０８で覆って、モータ全体が気密室に保持されるようにしてある。２０９はシール用パッキンである。

このように気密構造としたカバー２０８内部は運転中のモータからの熱が蓄積されて温度が上昇しているが、カッター部の洗浄により急激に冷却されるとカバー内部の圧力が低下し、外部から湿気が侵入する。これを避けるために、カバー内部を常に外気よりも高い圧力に保つ必要があり、前記加圧用エアホース２０５はそのための加圧空気を送るためのホースである。

従来の電動モータ駆動の食品加工用切断機は一般的に上記のように構成されており、モータを水や洗浄液から保護するために防水カバーで密閉する密閉構造とする必要があること、モータへの配線を水や薬液から保護するために配線をフレキシブルダクトで覆う必要があること、上記したように密閉室内を常に加圧しておく必要があること、モータへの電気配線と共に加圧用エアホースを含めてフレキシブルダクトで覆うためにフレキシブルダクトの径は大きくならざるを得ず、不定形の被切断食品に応じて揺動されるカッター部の動きが束縛されて自由自在に動かし難くなること、およびモータの発熱が密閉室内に籠りモータの性能低下が避けられないこと等の問題がある。

さらに、回転刃を電動モータで回転駆動し、前記回転刃を加工食品に当てて切断する場合、加工食品特有の形状の不揃いや、切断抵抗のばらつきにより、時に過負荷となって回転刃の回転が停止する事態が頻繁に生じていた。これは、電動モータは一般的で安価な誘導モータが用いられるが、過負荷で回転が低下したり停止したりすると、過大な電流が流れてモータが焼損するのを回避するために安全装置が働いて電流が遮断される為である。電動モータは、一旦停止すると自動的には再始動できず、生産ラインが止まり、生産量が大きく落ち込み、このことはやっかいな問題になっていた。

また、食品機械であるため、衛生上、頻繁に洗浄を行なう必要があり、洗浄に用いるスチームや洗浄液が電動モータ内に侵入し、絶縁が悪化して絶縁不良による故障も頻繁に発生し、メンテナンスに多大の時間を要していた。

したがって、本発明は、回転刃が切断抵抗の大きい箇所に突き当たって過負荷となって回転刃の回転数が低下し、あるいは停止しても、回転刃を切断抵抗の小さいところに移動させれば直ちに回転が回復して切断作業を中断することなく続行できるコンパクトなベーン型水圧モータと該水圧モータ駆動の食品加工用切断機および食品加工用切断装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、衛生保持のために装置をスチームや洗浄液で洗浄しても、絶縁不良等による不具合が生じるおそれが皆無なベーン型水圧モータ駆動の食品加工用切断機および食品加工用切断装置を提供すること、そしてそれらをコンパクトで安価に構成することである。

前記目的を達成するため、本発明は食品接断機用に適するコンパクトなベーン型水圧モータとして、カムケーシング内に回転自在に配置されるロータと、該ロータの軸方向に延びる複数の半径方向溝に半径方向に移動自在に装着されたベーンとを有するベーン型水圧モータにおいて、前記ロータの両端面をそれぞれ覆うサイドプレートと該サイドプレートの前記ロータと反対側に環状空間を形成するとともに該環状空間に通じる流体通路（流体入口、出口）を有するエンドケーシングを有し、前記サイドプレートは前記カムケーシングとロータとベーンで形成されるベーン間空間に通じると共に前記環状空間に通じる複数のポートを有することを特徴とするベーン型水圧モータを提案する。かかる発明によれば、エンドケーシングにおける作動流体の入口、出口は環状空間に連通しておればよいので、入口、出口を水圧モータ外周上の任意の角度位置に設けることができ、モータの取付け場所に適合するように構成することができる。

前記サイドプレートのポートは一方側のサイドプレートに２個が中心対称位置に、即ち１８０°間隔で設けられ、他方側のサイドプレートには２個のポートが中心対称で前記一方側のサイドプレートのポートと９０°位相をずらして設けると、作動流体による回転駆動力をロータの中心対称位置で発生させることができるので、円滑な回転が得られる。勿論、大型でベーン数が多い場合には、前記ポートの間隔を、前記１８０°を９０°に、前記９０°を４５°としてもよいわけであるが、小型のモータではベーン数を多くすることができないので、２個を中心対称位置に設けるのが適当である。

前記夫々のサイドプレートに位相が９０°ずれた２個のノックピン穴を設け、前記カムロータは両端面にそれぞれ１個のノックピン穴を設けておけば、組立てに際して前記サイドプレートを前記カムケーシングに対してノックピンで位置決めするノックピン穴を前記２個のノックピン穴のどちらを選定するかによって前記エンドケーシングにおける流体入口、出口を交替させることなくロータ回転方向を変えることができる。したがって、水圧モータの作動水の入口、出口は一定で決められた正、逆転のモータを提供することができので、配管時の誤配管を防止することができ、取付け作業時における管理が容易になる。

上記した本発明のベーン型水圧モータを回転刃と該回転刃を回転駆動する駆動機を含むカッター部と該カッター部を前記回転刃の回転軸に平行な一支点軸回りに旋回変位可能に支持するカッター支持装置を具備する食品加工用切断機の駆動源として用いることにより、食品衛生にもおいても優れた切断機を構成することができる。そして該ベーン型水圧モータへの作動水供給管に流量調整弁を配設して該弁の調整により回転速度、回転力を調節するのがよい。

従来、このような切断機において回転刃の回転駆動には一般に誘導電動機が用いられている。誘導電動機の回転数と出力トルクとの関係は、一定の入力電圧に対して一般に図１０にＡ線で示されるようになる。回転数が１００％の時が電源の周波数を電動機の極数で決まる同期速度であり、回転数が９８〜９９％のところの出力を定格として用いるのが一般である。したがって、図１０に見られるように、このような回転範囲では回転数の僅かな変化に対してトルクは大きく変化する、逆にいうと、トルクが少々変化しても回転数はあまり変化しない（このため、誘導電動機は一般に定速度電動機として多用される）。図示しないが、固定子の巻き線を流れる電流は回転数の低下と共に急激に増大するので、負荷が増大して回転数が低下した、あるいは回転停止した状態が続くと過大発熱により電動機が焼損を起こすので、そのようなことがないように電流を遮断する安全装置が設けられている。

一方、水圧モータの場合、回転数と出力トルクの関係は、一定の水圧、ノズル開度に対して図１０にＢ線で示すように回転数の低下と共に出力トルクは増大するが、前記誘導電動機に較べるとはるかに緩い勾配で増大する。
また負荷が増加して回転数が低下しても、電動機のように過大発熱による問題が発生することがない。

このように、回転刃を水圧モータで回転駆動するように構成すると、過負荷により回転刃が停止しても何ら支障は生じず、回転刃を切断部から少し離せば負荷が減少して回転刃は再び回転する。

このような水圧モータの特性を有利に利用する本発明の切断装置は、水圧モータと該モータの回転軸に機械的に連結された回転刃よりなるカッター部と該カッター部を前記回転刃の回転軸に平行な一支点回りに旋回変位可能に支持するカッター支持装置を具備する一あるいは複数の切断機と、前記水圧モータに作動水を供給する水ポンプと、前記水圧モータへの作動水供給管と、前記水圧モータからの作動水戻り管と、前記作動水供給管に配設された作動水流量調整弁と、作動水を貯留する水タンクとを備え、作動水が前記水ポンプ、水圧モータ、水タンクを循環するように構成される。

例えば内部に骨などを含んだ食肉を切断する場合、従来の電動モータで回転駆動される回転刃の場合では回転刃が骨に噛み込んで過負荷が生じ電気的な保護回路によりモータが停止すると、モータを自動的に再始動することができないことに加え、誘導電動機ではピークトルクが大きいので、回転刃が骨などに噛み込んだ場合トルクが大幅に増大し、骨などを傷つけ骨粉などの異物が肉に混入するおそれがある。

作動水に代えて作動油を用いるように構成することも可能であるが、水は油よりも粘度が低いため流れの抵抗が小さく高速回転に適し、また、万一漏洩が生じても食品を汚染することがない利点がある。

さらに、水圧モータの場合、一定の水圧に対して水ポンプから水圧モータへの作動水供給流量を流量調整弁で調整することにより、図１０における回転数に対するトルク特性を全体的に大きく、あるいは小さくすることができ、前記調整弁の開度を調整することにより、切断される食品の切断抵抗に応じた適切な出力トルク特性を選択することができる。

切断機の水圧モータへの作動水の供給に汎用の遠心ポンプを用いれば、その揚程は流量零から定格流量に亘って比較的一定であるので、複数の水圧モータの作動水流量がそれぞれ大幅に異なっても、それによる互いに他の水圧モータの流量への影響は小さい。したがって、夫々の水圧モータのノズル面積を他の水圧モータへの影響を顧慮することなく独立に調整することができる。
誘導電動モータの場合、電圧を変えることにより、図１０におけるトルク特性を全体として大きく、あるいは小さくすることは可能であるが、電圧を変える変圧装置を要することとなり、水圧モータの場合のような簡単な調整弁による調整はできない。

さらに、本発明において、前記回転刃の回転数を検出する回転センサと、該検出回転数に応じて前記支持装置の旋回変位を制御する制御装置とを備えることにより、切断に際し過負荷が生じた場合に回転刃を負荷が減少する方向に移動させて常に過負荷の状態が生じないように制御しながら切断を行うようにすることができる。

これは次のようにして行なわれる。すなわち、負荷が増大して回転刃の回転数が所定値よりも低くなると、カッター部を一支点周りに回動できるカッター支持装置で旋回変位させることにより、回転刃の回転数が別の所定回転数に回復するまで回転刃を食品から離れる方向に移動させることによって行なわれる。所定回転数は、切断される食品の形状や切断深さ等による切断抵抗に対応して調整された前記流量調整弁の開度および切断抵抗に応じて予め設定される。このことは、水圧モータの場合、切断抵抗、すなわち負荷の変化による回転数の変化が割合に大きいので可能となる。電動モータの場合は、回転数が３％程度低下すると出力トルクは約２倍となるので、即ち僅かな回転数の変化でトルクが大きく変わるので、回転数を検出してトルクを推定して上記のように回転刃を食品から離すように制御するようなことは実際上できなかった。水圧モータの場合は、上記したように、トルクの変化に伴う回転数の変化が電動機の場合に較べて大きいので、回転数によって過負荷を検知して上記のように回転刃の位置を制御することが可能となる。

したがって、例えば中心部に骨がある食肉の肉部を切断する場合、カッターに対して骨付き食肉を回転させる、あるいはカッターを骨付き食肉の周りを旋回させることにより、切断抵抗が増大した状態での作業により骨に傷をつけて骨の切り屑などが肉に混入するような事態を生じることなく肉部を切断することが自動的にできる。

本発明の装置においては、作動水は循環するので、水タンク内の水温は徐々に上昇する。したがって、水圧モータからの作動水戻り回路に熱交換器を配置して作動水を冷却するのがよい。作動水冷却媒体としては、例えば水道水を用いることができる。

本発明のベーン型水圧モータの構成により、加工食品接断機の駆動源に適するコンパクトな水圧モータが得られ、加工食品切断中に切断抵抗が急に増大した場合に切断作業が中断されることがなく連続して作業を継続でき、また、食品衛生上頻繁に行なわれるスチームや洗浄液による洗浄によって装置に不具合が発生することがない加工食品用切断機を構成することができる。また、請求項６記載の構成により、複数の切断機を駆動しながら、個々の切断機をその切断作業条件に応じて切断力を調整することができる。さらに請求項７記載の構成によって、切断抵抗が過大にならないように自働的に制御しながら切断作業を行うことができ、切断抵抗が過大になった際に生じる問題が排除できる。

本発明のベーン型水圧モータの概略構成を示す縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。 正転時のサイドプレートのポートとノックピン穴位置の関係を示す図である。 逆転時のサイドプレートのポートとノックピン穴位置の関係を示す図である。 本発明の実施例に係る食品加工用切断機の斜視図である。 図６のカッター部の拡大断面図である。 本発明の実施例に係る食品加工用切断装置の構成と作動を示すブロック図である。 骨付き食肉屠体の肉部を切断する状況を模式的に示したもので、切断状況を示す斜視図である。 骨付き食肉屠体の肉部を切断する状況を模式的に示したもので、水圧モータ駆動方式の場合の切断経緯を示す図である。 骨付き食肉屠体の肉部を切断する状況を模式的に示したもので、従来の電動モータ駆動の場合の切断経緯を示す図である。 電動モータおよび水圧モータの回転数に対する出力トルクの特性を示すグラフである。 従来の電動モータ駆動方式の食品加工用切断機の斜視図である。 図１１のカッター部の拡大断面図である。

符号の説明

１ カムケーシング
２、３ サイドプレート
４ ロータ
５ ベーン
６、１０ 環状空間
７、９ ポート
１１、１２ 入口、出口
１３、１４ エンドケーシング
１５、１７ ベアリング
１６ シール部材
１８ カバー
２１、２２、２３、２４、２５、２６ ノックピン穴
２７、２８ ノックピン
１０１ 水圧モータ
１０２ 水圧モータ回転軸
１０３ 継ぎ手
１０４ 作動水供給管
１０５ 作動水戻り管
１０６ 作動水流量調整弁
１０８a、b、c 歯車
１１０ カッター部
１１１ 回転刃
１１２ 回転軸
１１３ 回転刃取付けボス
１１４、１１５ ギアケーシング
１１６ カバー
１１７、１１８ 軸シール
１３０ 切断機テーブル

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明の実施例に関わるベーン型水圧モータの概略構成を示す縦断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図、図３は図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。図４は正転時のサイドプレートのポートとノックピン穴位置の関係を示し、図５は逆転時のサイドプレートのポートとノックピン穴位置の関係を示す。

図１において、１はカムケーシング、２、３はサイドプレート、４はロータ、５はベーン、５aは前記ベーンを前記カムケーシング１の内周に向かって付勢するスプリングである。前記サイドプレート２、３は前記ロータ５の両端面を覆うようにエンドケーシング１３、１４によりシール用のＯリング２a、２b、３a、３bを介して前記カムケーシング１の軸方向固定がなされるとともに、回転方向に対してはノックピン２７、２８によって前記カムケーシング１に位置決めされる。前記サイドプレート２、３の前記ロータ端面と反対側には該サイドプレート２、３と前記エンドケーシングの間に環状空間６、１０が形成されている。１１、１２は作動水入口、出口であり、前記環状空間６、１０に通じている。なお、８は前記ロータと一体化された出力軸であり、１５は出力軸側軸受、１６はシール部材、１７は反対側軸受、１８はカバー、１８aはＯリングである。

７、９は前記サイドプレート２、３のポートであり、図２及び図３に示すようにそれぞれ２個の湾曲した長円形の入口ポート７a、７b及び出口ポート９a、９bに形成されている。これらの湾曲長円形のポートはそれぞれロータ４の中心対称の設けられており、図２、図３で分かるように前記４個のポートは互いに９０°位相がずれて設けられている。前記作動水入口１１から供給された圧力水は前記環状空間６に入り、該環状空間６から前記入口ポート７a、７bを通って前記カムケーシング１の内周とロータ４の外周と隣り合う２枚のベーンで形成される間空間に入ってロータ４を回転させる。ベーン間空間においては、図２に示す回転方向に進んだ側のベーンのベーン間空間における面積は遅れた側のベーンの該ベーン間空間における面積よりも大きくなるようにカムケーシングの内面（カム面）が形成されているので、該ベーン間空間の作動水によりロータ４は図２の回転方向に回転される。ロータ４が回転して、ベーン間空間がサイドプレート３の出口ポート９a、９bに通じると、ベーン間空間内の作動水は環状空間１０に排出され、作動水出口１２を通ってモータ外に排出される。

このように、作動水は先ず環状空間６に入り、該環状空間６からベーン間空間に入り、ベーン間空間から排出される場合は先ず環状空間１０に排出され、該環状空間１０からモータ外部に排出されるので、作動水は環状空間に供給し、環状空間から排出するように作動水入口、出口を設ければよいので、作動水入口、出口はモータの外周、即ちエンドケーシングの外周の任意の位置に設けることが可能となる。

図１において２５、２６はそれぞれロータ４の両端面に設けられた１個のノックピン穴であり、これに対し、それぞれのサイドプレートには２個のノックピン穴２１、２２及び２３、２４（図２及び図３参照）が９０°位相をずらして設けてある。図４は正転時の入口側サイドプレート２のカムケーシングに対する固定状態を示しており、サイドプレート２のノックピン穴２１とカムケーシングのノックピン穴２５を合わせてノックピン２７で位置決めされている。図５に示すようにサイドプレート２を９０°回転してサイドプレートのノックピン穴２２とカムケーシングのノックピン穴２５を合わせてノックピン２７で位置決めすると、作動水は正転時と同様に図１における作動水入口１１から供給しながらロータ４の回転方向は図４の正転時とは逆方向になる。勿論、入口側サイドプレートの９０°回転と同時に出口側サイドプレート３も９０°回転して固定する。

図６は本発明の実施例に係る食品加工用切断機の斜視図、図７は図６のカッター部１１０の拡大断面図である。図６、７において、カッター部１１０は、ベーン型水圧モータ１０１、回転刃１１１等からなり、カッター支持部１２０は、ブラケット１２１、カッター部支持アーム１２３等からなる。カッター支持部１２０のブラケット１２１は切断機テーブル１３０上に固定されている。カッター部支持アーム１２３は、一端側がブラケット１２１に回転自在に支持され、他端側は前記カッター部１１０に固定されている。ブラケット１２１のアーム部１２２に空圧シリンダ１２４の一端側が固定され、該空圧シリンダ１２４の他端側が前記カッター部支持アーム１２３に取付けられている。空圧シリンダ１２４を作動させることにより、カッター部１１０をブラケット１２１の中心軸周りに旋回変位させることができる。

カッター部１１０は、水圧モータ回転軸１０２の回転が歯車１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを介して回転軸１１２に伝えられるように構成されている。すなわち、回転軸１１２が水圧モータ１０１が固定されたギアケーシング１１４、１１５に枢支され、ギアケーシング１１４、１１５内には前記歯車１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが軸受支持されていて、これらのギアを介して回転が伝えられる。前記カッター部支持アーム１２３の他端は前記ギアケーシング１１４、１１５に固定されている。回転軸１１２の下端側に回転刃１１１を取付けた回転刃取付けボス１１３が嵌着自在に取付けられている。１１６はカバーであり、１１７、１１８は軸シールである。

水圧モータ１０１には作動水供給管１０４と作動水戻り管１０５が連結される。作動水供給管１０４には流量調整弁１０６が配設してある。図７における１０３は作動水供給管１０４の継ぎ手であり、作動水戻り管１０５の継ぎ手は同図には現われていない。この実施例の構成は、図１１、１２における電動モータ２０１を水圧モータ１０１に置き換えたもので、この置き換えに関連する構成以外は図１１、１２の構成と同じであるが、水圧モータへの配管は作動水供給管１０４と作動水戻り管１０５のみであり、図１１、１２における防水カバーによる密閉構造、加圧用エアホースを含む配線を覆うために直径が大きくならざるを得ないフレキシブルダクト、および大型にならざるを得ないコネクタが必要でなくなっており、コンパクトな構成となっている。なお、作動水配管１０４、１０５はカッター部１１０の自由な揺動を妨げないようにプラスチック材のフレキシブルなホースを用いてある。

先に図１０について説明したように、ベーン型水圧モータの回転数に対するトルク特性は流量調整弁１０６により作動水流量を調整することにより、図１０におけるＢ線を上下方向に略平行に移動させることができる。したがって、被切断食品の硬さや粘り等、および回転刃の切削性能等による切断抵抗の違いに応じて適切な流量調整弁１０６の開度に調整することができる。切断抵抗が小さいのに作動流体の流量を大きくすると、水圧モータの無拘束回転数が大きくなり、切断抵抗がなくなった際の過大な無拘束回転数による軸受損傷、振動、騒音発生等の問題を生じるので、被切断食品の切断抵抗に応じて無拘束回転数がむやみに高くならないように流量調整弁１０６の開度を調整する。

図８は、本発明の一実施例に係る食品加工用切断装置の構成と作動を示すブロック図であり、本発明によるベーン型水圧モータ駆動の食品加工用切断機を９台を備えた切断装置の構成を例示したものである。同図において、１５１は９台の切断機を示す。１５２は水タンクで水道水約９０リッターを保有する。１５３は汎用多段遠心式水ポンプで、図示しない駆動装置により駆動される。作動水は水タンク１５２から水ポンプ１５３により水頭が与えられてフィルタ１５４を通り切断機１５１の水圧モータに供給される。水圧モータを作動させた作動水は熱交換器１５６で冷却され、フィルタ１５５を通って水タンク１５２に戻る。１５２a、１５５a、１５６aは開閉弁である。

前記熱交換器１５６には冷却媒体として水道水が供給され、作動水との熱交換が行なわれる。作動水を補給する場合には、開閉弁１５５aを開いて水道水をフィルタ１５５を介して水タンク１５２に供給する。作動水を交換する場合には、開閉弁１５２aを開いて水タンク１５２の水を排水し、開閉弁１５２aを閉じた後に開閉弁１５５aを開いてフィルタ１５５を介して水道水を水タンク１５２に供給する。

図９Ａは、骨付き食肉屠体の肉部を切断する状況を模式的に示したものである。同図に示すように回転刃１１で骨ｂに付着している肉部ｍをカットの軌跡ｌで示すように切断する場合の状況を、水圧モータ（液圧モータ）駆動の回転刃で行なう場合を図９Ｂに、電動モータで行なう場合を図９Ｃに示してある。夫々の場合、回転刃の中心位置は固定で被切断物が矢線のように移動されるとして示してある。

水圧モータの場合の図９Ｂにおいては、肉部ｍが回転刃１１に接触するまでは、回転刃１１は無拘束回転数で回転している（（i）の状態）。肉部ｍが回転刃に当たると切断抵抗が生じて回転刃の回転数が減じる((ii)の状態)。回転刃が骨ｂに当たって切断抵抗が増大すると回転刃の回転が減速され、抵抗が大きいときには回転が停止する（（iii）の状態）。回転刃を骨から離れるように被切断物を少しだけ例えば矢印と直角方向に移動すると切断抵抗が減じて回転刃は再び回転し、被切断物の矢印方向への移動にしたがって肉部が切断される（（iv）の状態）。なお、接断部分は斜線を施して示してある。

電動モータの場合の図９Ｃにおいては、肉部ｍが回転刃１１に接触するまでは、回転刃１１は略同期速度で回転している（（i）の状態）。肉部ｍが回転刃に当たると切断抵抗が生じで回転刃の回転数が減じる((ii)の状態)。回転刃が骨ｂに当たって切断抵抗が増大すると回転刃の回転が減速され、抵抗が大きいときには電動モータ保護のために電流が遮断され回転が停止する（（iii）の状態）。電動モータは一旦停止すると、回転刃を骨から離れるように被切断物を少しだけ例えば矢印と直角方向に移動すると切断抵抗が減じても、自動的に再度回転することができないので、被切断物は回転が停止した回転刃１１に押し付けられて正常な切断が行なわれること無く異常な変形を受けながら回転刃を通過することになる（（iv）の状態）。

以上は、回転刃の中心位置を固定して被切断物が移動される場合について説明したが、被切断物を固定して回転刃を移動させる場合でも同様である。水圧モータの場合に、回転刃の回転数を検知して所定の回転数以下になった際には回転刃が被切断物から離れるように図６における空圧シリンダを作動させるように制御すれば、回転刃の回転数は再び上昇するので、このような制御を行いながら被切断物を回転させる、あるいは回転刃１１１を被切断物の周りに旋回させながら切断作業を行なえば、肉部は骨の全周に亘って骨に深い傷をつけることなく、自働的にスムースに切断することができる。したがって、骨の切削屑が肉部に混入するようなことも回避できる。

加工食品切断中に切断抵抗が急に増大した場合に切断作業が中断されることがなく連続して作業が継続でき、また、食品衛生上頻繁に行なわれるスチームや洗浄液による洗浄によって装置に不具合が発生することがなく、また切断抵抗が過大にならないように自働的に制御しながら切断作業を行うことができるので切断抵抗が過大になって生じる問題が排除できる、加工食品切断機およびそれを用いた加工食品切断装置とそれに適するコンパクトなベーン型水圧モータを提供することができ、作業能率の向上および装置の稼働率の向上に資するところが大きい。

Claims (11)

1. カムケーシング内に回転自在に配置されるロータと、該ロータの軸方向に延びる複数の半径方向溝に半径方向に移動自在に装着されたベーンとを有するベーン型水圧モータにおいて、前記ロータの両端面をそれぞれ覆うサイドプレートと該サイドプレートの前記ロータと反対側に環状空間を形成するとともに該環状空間に通じる流体通路（流体入口、出口）を有するエンドケーシングを有し、前記サイドプレートは前記カムケーシングとロータとベーンで形成されるベーン間空間に通じると共に前記環状空間に通じる複数のポートを有することを特徴とするベーン型水圧モータ。
2. 前記サイドプレートのポートは一方側のサイドプレートに２個が中心対称位置に設けられ、他方側のサイドプレートには２個のポートが中心対称で前記一方側のサイドプレートのポートと９０°位相をずらして設けてあることを特徴とする請求項１記載のベーン型水圧モータ。
3. 前記夫々のサイドプレートは位相が９０°ずれた２個のノックピン穴を有し、前記カムロータは両端面にそれぞれ１個のノックピン穴を有し、組立てに際して前記サイドプレートを前記カムケーシング対してノックピンで位置決めするノックピン穴を前記２個のノックピン穴のどちらを選定するかによって前記エンドケーシングにおける流体入口、出口を交代させることなくロータ回転方向を変えることができることを特徴とする請求項２記載のベーン型水圧モータ。
4. 回転刃と該回転刃を回転駆動する駆動機を含むカッター部と該カッター部を前記回転刃の回転軸に平行な一支点軸回りに旋回変位可能に支持するカッター支持装置を具備する食品加工用切断機において、前記駆動機は請求項１記載のベーン型水圧モータであることを特徴とする食品加工用切断機。
5. 前記ベーン型水圧モータへの作動水供給管に流量調整弁が配設されていることを特徴とする請求項４記載の食品加工用切断機。
6. 水圧モータと該水圧モータの回転軸に機械的に連結された回転刃よりなるカッター部と該カッター部を前記回転刃の回転軸に平行な一支点軸回りに旋回変位可能に支持するカッター支持装置を具備する一あるいは複数の切断機と、前記水圧モータに作動水を供給する水ポンプと、前記水圧モータへの作動水供給管と、前記水圧モータからの作動水戻り管と、前記作動水供給管に配設された作動水流量調整弁と、作動水を貯留する水タンクとを備え、作動水が前記水ポンプ、水圧モータ、水タンクを循環するように構成したことを特徴とする食品加工用切断装置。
7. 請求項６記載の食品切断装置において、さらに前記回転刃の回転数を検出する回転センサと、該検出回転数に応じて前記カッター支持装置の旋回変位を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする食品加工用切断装置。
8. 前記水圧モータからの作動水戻り回路に熱交換器が配置されていることを特徴とする請求項６或は７記載の食品加工用切断装置。
9. 前記水圧モータは請求項１に記載のベーン型水圧モータであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の食品加工用切断装置。
10. 前記水圧モータは請求項２に記載のベーン型水圧モータであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の食品加工用切断装置。
11. 前記水圧モータは請求項３に記載のベーン型水圧モータであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の食品加工用切断装置。

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