(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シータ装置の動作中に先端部がシータローラに接触しないように、シータローラと非接触で近接して配置されており、それによって、上記先端部が上記ホーンによって振動させられている時に、上記先端部が上記シータローラから分出しされたドウをこすり取る先端部を有する、少なくとも１つの振動ホーンを備えているシータ装置。
【請求項２】
上記ホーンは、１０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数範囲、０．０２５４〜０．１０１６ミリメートル（０．００１〜０．００４インチ）の振幅範囲で振動する請求項１に記載のシータ装置。
【請求項３】
上記ホーンは、約２０ｋＨｚの周波数で振動する請求項１に記載のシータ装置。
【請求項４】
上記ホーンは、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数範囲で振動する請求項１に記載のシータ装置。
【請求項５】
上記ホーンは、少なくとも、０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ）の振幅で振動する請求項１に記載のシータ装置。
【請求項６】
上記ホーンは、約０．０７６２ミリメートル（約０．００３インチ）の振幅で振動する請求項１に記載のシータ装置。
【請求項７】
上記振動するホーンは、当該ホーン上にマサを堆積させることなく、シータローラから、マサドウを連続的にこすり取る請求項１に記載のシータ装置。
【請求項８】
少なくとも２つの振動するホーンが連続して置かれている請求項１に記載のシータローラ。
【請求項９】
上記振動するホーンは、約０．１０１６〜０．２７９４ミリメートル（約０．００４〜０．０１１インチ）離れて置かれている請求項８に記載のシータ装置。
【請求項１０】
上記連続して置かれている振動するホーンは、ドウの全幅シートを生産する請求項８に記載のシータ装置。
【請求項１１】
上記ホーンの先端部は、上記シータローラから０．１０１６〜０．２７９４ミリメートル（０．００４〜０．０１１インチ）の近接した位置に置かれる請求項１に記載のシータ装置。
【請求項１２】
上記シータローラは、サンドブラストされた表面を有している請求項１に記載のシータ装置。
【請求項１３】
シータローラと非接触で近接して配置される先端部を持つホーンと、
上記振動装置により振動させられているときに、上記シータと物理的に接触することなく、上記シータからドウをこすり落とす上記ホーンと接触している振動装置とを備えている、上記シータローラを有するドウシータ用のスクレイパ。
【請求項１４】
上記ホーンに接続されているブラケットを含んでいる請求項１３に記載のスクレイパ。
【請求項１５】
２つあるいはそれ以上のホーンが、各ホーンのブラケットをバーに接続することによって、連続して置かれている請求項１４に記載のスクレイパ。
【請求項１６】
各ホーンの先端部が、約０．１０１６〜０．２７９４ミリメートル（約０．００４〜０．０１１インチ）離れて置かれている請求項１５に記載のスクレイパ。
【請求項１７】
上記２つあるいはそれ以上のホーンは、上記ホーン上にマサが残留して堆積することなく、マサの全幅シートをこすり落とす請求項１５に記載のスクレイパ。
【請求項１８】
上記振動装置は、１０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数範囲、０．０２５４〜０．１０１６ミリメートル（０．００１〜０．００４インチ）の振幅範囲で、上記ホーンを振動させる請求項１３に記載のスクレイパ。
【請求項１９】
上記振動装置は、約２０ｋＨｚの周波数で振動する請求項１３に記載のスクレイパ。
【請求項２０】
上記振動装置は、少なくとも０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ）の振幅で振動する請求項１３に記載のスクレイパ。
【請求項２１】
上記振動装置は、約０．０７６２ミリメートル（約０．００３インチ）の振幅で振動する請求項１３に記載のスクレイパ。
【請求項２２】
ａ）少なくとも一つのこすり取りホーンの先端部を、シータローラと非接触ですぐ近くに配置するステップと、
ｂ）上記先端部が振動している間、少なくとも一つのこすり落としホーンの上記先端部が上記シータローラと物理的に接触しないような振幅および上記シータローラからの距離で、上記こすり取りホーンを振動させるステップとを含むシータローラからドウをこすり取るための方法。
【請求項２３】
上記ステップ（ｂ）の振動は、１０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数範囲で、０．０２５４〜０．１０１６ミリメートル（０．００１〜０．００４インチ）の振幅である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
上記振動ステップ（ｂ）の周波数は、約２０ｋＨｚである請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
上記振動ステップ（ｂ）の振幅は、少なくとも０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ）である請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
上記振動ステップ（ｂ）の振幅は、約０．０７６２ミリメートル（約０．００３インチ）である請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
上記ドウは、マサを含んでいる請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、シーティングダウ生産物（sheeting dough products）のための装置に関するものであり、特に、シータローラをこすり取るために用いられる超音波ホーンやブレードに関するものである。超音波ホーンの使用は、剥ぎ取りワイヤを不要とし、全幅ドウシートの製造を可能にする。
【０００１】
［従来の技術］
分出し（sheeter）は、継続的な加工処理で、トルティアチップのような平坦化された食品を作るための食品工場において一般的に使用される装置である。一般的に、ドウ生産物は、共に近接して置かれた一組のカウンタ回転シータローラの間で圧縮されており、それによって、ドウがシート状に形成され、はさまれるポイントを与える。ドウはその時、例えば、所望の生産物の形状を形成するためのカッティングローラによって切り取られることができる。
【０００２】
多くのドウ生産物、特に、「マサ（masa）」を原料とするコーンに基づいて形成されているものは、ベーキングオーブンのような、次の加工工程へ移動するためのコンベア上の落下するよりもむしろシータローラへくっつく傾向がある。これは、マサが比較的べとべとしており、かなり小さい粘着力を有しているためである。マサは、それがシータから落ちた時、その重さを支えないであろうし、シータから取り除かれることができない。マサは、スクレイパブレードの上にのっかりくっつくため、通常、４つのドウアプリケーションと共に使用されるような定置スクレイパブレードは、実用的ではない。この問題に対する一つの一般的なアプローチは、シータローラの表面を越えて、ストリッパワイヤをつなぐことであり、その結果、ストリッパワイヤは、ローラの表面からドウ生産物を捨て去ることができる。
【０００３】
これに関連するシータワイヤ構成の従来技術の一例は、図１および図２で示されている。図１は、ドウシータ装置１１０の出力の遠近図である。カットドウ生産物、この場合には、マサから作られた生のトルティアチップ１２０は、シータローラ１４０により、コンベア１３０の上に置かれた後、コンベア１３０上でみられる。シータローラ１４０は、一般的に、シータローラ１４０の外周付近に、複数のプラスチックバンド１５０を有している。これらのバンド１５０は、シータローラ１４０内で、図示しないグローブの中で重なり、シータローラ１４０の表面に近接するシータワイヤ１６０を保持する。バンド１５０は、未使用のマサのリターンリボンのための表面をシータ１１０へ与えたりもする。
【０００４】
シータワイヤ１６０は、述べたように、シータローラ１４０の表面を越えてつながれている。このシータワイヤ１６０は、２つの固定ポイント１７０・１８０に接続されており、各バンド１５０の低部のシータローラ１４０の表面を越えて糸を通されている。これにより、シータワイヤ１６０とシータローラ１４０の表面との間は同一平面上で接触する。第２の固定ポイント１８０は、ワイヤ１６０に継続的に張力を与える水力あるいはエア装置等の張力装置も含んでいる。そういった張力装置は、一般的に、ワイヤ切断の兆候を与えるための警告装置に接続されている。
【０００５】
図２は、シータ装置にインストールされた従来技術のシータワイヤ構成の概略的な側面図である。マサ２０５は、圧力ローラ２０７とシータローラ２４０との間にフィードされる。圧力ローラ２０７は、シータローラ２４０よりも遅い速度で回転している。これは、マサ２０５が、シータローラ２４０へ接着するという結果を招く。次に、マサ２０５は、カッタローラ２０９により切断される。切断されたマサは、それから、シートワイヤ２６０によって、シータローラ２４０から剥がされる。切断された生産物２２０は、さらに他の工程へ移動するためのコンベア２３０上に落ちる。以下で述べるように、図１および図２で説明したようなシータワイヤ構成を使用するシータは、ワイヤ１６０の破損、バンド１５０の破損および全幅シートの生産不能という３つの主要な欠陥を有している。
【０００６】
図１に戻れば、シータワイヤ１６０は、一般的な市販のピアノ線である。動作中にワイヤにかかる一般的な張力は、１００から１２５ポンドである。硬化したマサとの接触、特に、始動中は、シータワイヤ１６０に対して、短期間に高テンションをかけることができる。動作中、ワイヤ１６０は、シータローラ１４０の移動表面からの摩擦を受けやすい。このワイヤ１６０は、定期的に置き換えられなくてはならないか、あるいは、ワイヤ１６０はその後破損してしまう。その上、もし、ほぼ毎日交換されないとすると、トルティアチップを生産する一般的なシータ装置のための処理を継続的に使用すると、そういった固定されたシータワイヤ１６０が壊れることが観察された。
【０００７】
壊れたシータワイヤを交換するためには、シータ装置１１０の全体、結果として、チップ加工アセンブリの全体を、ストップさせなくてはならない。壊れたシータワイヤ１６０が除去される。バンド１５０の下でシータローラ１４０の表面を越えてつながれた新しいシータワイヤ１６０は、第１接続ポイントに接続され、そして、第２接続ポイント１８０へ接続されている。それから、張力装置１９０は、再開されなくてはならない。シート上にあったドウが捨て去られ、付加的な生産物の破損が処分される必要があるかもしれないので、原材料のままの材料は失われる。開始時の処理は、さらに生産物の損失を招く結果となる次の話に続かなくてはならない。ワイヤ破損が起こると、それゆえ、かなりの量の予定外の中断時間と生産物のロスを招く。選択肢は、毎日を基本とする予定を立てるか、シートワイヤ１６０を交換する予定を立てるかのいずれかである。予定されたシータワイヤ１６０の交換は、しかしながら、予定されていても、まだもっと頻繁に中断時間が生じる。
【０００８】
ワイヤ破損の問題に取り組むある試みは、米国特許番号５７２０９９０号（「ローレンス」）（発行日：１９９８年２月２４日）で示されている。そのローレンス特許は、フィードスプールを駆動するモータと巻き取りスプールを駆動するモータとを含んでいるシータ装置用のワイヤ分離システムを開示している。張力は、巻き上げリール上のトルクを調節するコントローラへの入力を与える張力検出プーリの使用により、シータワイヤ上で保持されている。ワイヤが予想外に壊れないとすると、ローレンス特許は、新しいワイヤが継続的に接触面を越えて引かれているため、シータワイヤを交換するために、シータを止める必要性なしに、シータが長期間動作する装置を開示する。
【０００９】
ローレンスによって開示された発明は、しかしながら、いくつかの弱点を有している。まず、その構成は、ワイヤが処理中に破損しないであろうということを前提としている。残念であるが、これは安全な前提ではない。それどころか、新しいワイヤが取り付けられた直後に、ワイヤの破損が図１で示した従来技術のモデルで起きていることは、まれに起こることではない。これは、シータが静止している間に、シータに添付されたドウの乾燥した小片と突然接触することにより発生する。さらに、シータワイヤとシータとの間の初期の安定状態の摩擦は、シータが回転し始めてすぐに克服されなくてはならない。上記ローレンス装置では、もう一つのモータがワイヤを巻き取っている間に、一つのモータがワイヤをフィードしているので、二つのモータ間の破損は、結果として、フィードモータが止まるまで、シータへのワイヤの連続したフィードを生じさせることができる。破損は、結果として、フィードスプールにおける張力の損失も生じさせ、解体につながったり、無用の長物（weed eater）と化したりしてしまい、それによって、スプールは巻かれていない状態となる。さらに、ローレンス装置は、巻き上げリールに接続されたモータを引っ張る可変速度を用いて、ワイヤに継続的に張力を保持するために設計されている。ローレンスフィードスプールは、一定速度のモータに接続されているため、例えば、ワイヤが処理中にシータ上に乾燥したドウ生産物の一片と遭遇した時、張力は必然的に、ワイヤがフィードスプールを残している位置で変動する。これらのトルクの変動は、フィードスプールの巻き取られた張力の一貫性に影響し、それによって、さらなるトルク変動と位置フィードの問題とにつながる。
【００１０】
より小さな破損が別に生じており、図１に示した従来技術のシータ装置およびローレンス装置は、他の欠点や問題を有している。例えば、所定の位置にシータワイヤ１６０を保持しているバンド１５０は、再三に渡る破損を受けやすくもある。ローレンスで開示されたような連続的に引っ張られたシータワイヤ１６０が使用されているとき、バンド破損は、おそらくもっと大きな周期で起きるであろう。ワイヤ１６０の破損が起きると、再びバンド１５０の破損が、結果としてシータ装置全体および組み立てラインの中断を生じさせ、それゆえ、中断時間、下流部門の生産品のロス、および始動時の処理に必要なものを原因とする生産品のロスを生じさせる。これらのバンドは、断続的に交換されることができ、しかしながら、交換もシータ装置をシャットダウンする必要がある。
【００１１】
バンド１５０の使用も、ドウ生産物の全幅シートを分出しする可能性を除外する。これは、マサがバンド１５０の外部に接着され、リボンの中でシータ１１０に戻されるからである。あるアプリケーションでは、マサの切られていない、全幅の絶え間ないシートを分出しすることが好ましい。例えば、熱をかけること、あるいは、シータから下流側のドウのシートに部分的に熱をかけ、その後、シートにダイカッターを与える。ドウがシータに戻ってくることはほとんどないため、そのような構成は、単数のシータから分配するために大量の生産を許している。
【００１２】
結果として、ストリッパワイヤとアテンディングバンドとを使用することなく、マサおよび他の粘着性のあるドウ生産物を分出しすることが可能なドウシーティング装置のために、必要性が存在する。そういった装置は、ストリッピング機構におけるマサの蓄積なしで、全幅で連続的なマサのシートを生産することができるであろう。
【００１３】
［発明の要約］
提案された発明は、ローラから覆われた生産物を取り除くために、シータローラのすぐ近くにある連続して置かれた振動ホーンを利用するシータ装置を含んでおり、それによって、ドウの全幅の連続シートを形成する。ホーンは、超音波域で振動し、それによって、ホーンの表面に積み上げられたマサを取り除いている。
【００１４】
スクラッピング装置としての超音波ホーンの使用は、シータワイヤおよびアテンディングバンドの必要性を取り除く。結果として、本発明は、破損物やシータワイヤやバンドを交換することを考慮せずに、絶え間なく処理することができる。さらに、バンドとしての必要性は取り除かれ、その装置は、全幅で連続するドウ生産物のシートを製造することができる。これらの全幅シートは、結果として、１台のシータ装置で製造される大量のドウ生産物のシートにつながる。これは、ドウがバンドに取り付けられたリボンとしてシータへ戻ってこないという事実により明らかである。
【００１５】
上記のような本発明の付加的な特徴や有利な点は、下記の詳細な説明において明らかになるであろう。
【００１６】
本発明の個性であると思われる新しい特徴は、添付したクレームの中で述べられている。好ましい実施の形態、さらにそれにより客観的で有利な本発明自身は、しかしながら、添付図面と組み合わせて読んだときには、実例となる実施形態の以下の詳しい説明を参照することにより、もっともよく理解されるであろう。
【００１７】
［詳細な説明］
図３は、本発明のホーン、スクレイパ装置のブレードの斜視図である。ホーン３３２は、一般的に、チタンの単片からなり、特別に共鳴する周波数を与えるために形作られている。ホーン３３２は、後段にて詳述するような、シータローラのすぐ近くに置かれた、とがったエッジや先端部３３４を含んでいる。ホーン３３２は、接合部３３６において、超音波振動を生成するための装置と接続されている。適したホーン３３２は、２５．４センチメートル（１０インチ）であり、イリノイ州セントチャールズのデュケイン株式会社による、正確な寸法公差を増すために製造された半波チタンギロチンホーンである。
【００１８】
図４ａおよび図４ｂは、シータローラ４４０に対する相対的な位置における、ホーン４４２の概略的な側面図である。図４ｂは、波線の円によって特定した図４ａの部分の拡大図である。ホーン４３２の長軸は、シータローラ４４０の表面近くで最適な剥ぎ取り角度を保証するために、水平面から最適な角度で置かれなくてはならない。ある実施形態では、約１２°〜１６°の角度４４３が、最適な装置のこすり取り角度となることが決められている。ブレード先端部４３４が、シータローラ４４０のすぐ近くに、かつ接触しないように置かれていることにも注意すべきである。この配置は重大な意味を持ち、ブレード先端部４３４がシータローラ４４０に接触すると、ホーンの振動を鈍らせる。ホーン４３２の振動が鈍らせられると、マサは、ホーン４３２の下面４３８に素早く積み上げられることができる。逆に、ブレード先端部４３４が、シータローラ４４０から離れすぎて置かれた場合には、その装置は、シータローラ４４０の表面からドウ生産物をうまく剥ぎ取ることができないであろう。本発明の一実施形態では、ブレード先端部４３４とシータローラ４４０の表面との間の理想的な距離４４５（測定について示さない）は、約０．１０１６〜０．２７９４ミリメートル（約０．００４〜０．０１１インチ）である。
【００１９】
図５は、シータロータ５４０のすぐ近くにあるシングルスクレイパ装置５５２の側面図である。シータスクレイパ装置５５２は、ホーンや、ブースタ５５４に接続されたブレード５３２を含んでいる。ブースタは、プローブ５５６によって作られた振動に調子を合わせている。プローブ５５６とブースタ５５４とは、交互にブラケットアセンブリ５５８に接続される。プローブ５５６は、コード５９０によって、電源と電気的に接続されている。適したプローブ５５６およびブースタ５５４のアセンブリは、イリノイ州セントチャールズのデュケイン株式会社によって作られた４１５３０の秘密のプローブスタックである。
【００２０】
図６は、それによって、スクレイパアセンブリ６６３を形成する、連続して静止バー６６７に搭載されたいくつかのシングルスクレイパ装置６５２の平面図である。アセンブリ６６３は、各個々のホーン６３２の間の小さな隙間６４６（測定については示さない）を必要としている。接触がホーン６３２の有効な振動を鈍らせることから、個々のホーン６３２は、互いに接触することは許されない。しかし、隣接したホーン６３２間のギャップ６４６は、分出しされたドウにおける継ぎ目のような目立つ効果を避けるために、この分離を達成できるくらい小さい方がよい。隣接するホーン６３２間の条件を満たした距離６４６は、約０．１０１６〜０．２７９４ミリメートル（約０．００４〜０．０１１インチ）であることがわかった。この分離問題は、必要とされる分出し長さに広げるために、十分に幅広い単一のホーンを含む他の実施形態において除外される。ギャップ６４６の許容範囲も、全幅の分出しが必要でなければ、より重要性が小さくなり、範囲を広げることができる。
【００２１】
図７は、マサ７２１の全幅で連続するシートを製造するスクレイパアセンブリ７６３を示している本発明の一実施形態の斜視図である。注目すべきは、シータ７１０が、バンドやシータワイヤを必要としないことである。結果的に、実際にシータ７１０にフィードされたすべてのドウが、現実に分出しされ、コンベヤ７３０に置かれる。しかしながら、分出しされたマサ７２１のエッジが清潔で均一であるように、シータローラ７４０の何れか一方の端部にマサ７６５の薄い循環するリボンを残すことがより好ましい。これは、スクレイパアセンブリの凝集ブレードの内容物の幅がシータローラ７４０の幅よりもわずかに狭い状態を保つことにより達成される。マサシート７２１上の清潔で均一なエッジは、上記シート７２１の外側の切断形状における分出しされたマサ７２１のエッジの線形幾何学を利用できるダイカッティング装置の使用を許す。
【００２２】
本発明の全幅シーティング能力は、ドウの全幅シート７２１を生産するために用いられる。これは、望まれたときに、熱をかけられ、あるいは切断やさらなる工程に先立って、その分出しされた形状の中で部分的にドウに熱をかけることが好ましいかもしれない。別の方法としては、本発明は、図２に示したもののようにカッターローラを用いて、シータローラ７４０の切断されたドウをこすり落とすことに利用されることもできる。特に注目すべきは、スクレイパアセンブリ７６３は、それぞれのブラケット７５８から静止バー７６７まですべて接続された一連のスクレイパ装置７５２を含んでいる。このバー７６７は、シータローラ７６０に相対的な位置においてアセンブリ全体を正確に保持するために、２つのサイドブラケット７９１・７９２に搭載されており、その結果、図４ａで示された角度および図４ｂで示された距離４４５が、正確に維持されている。
【００２３】
本発明の鍵は、超音波域あるいは他の適当な範囲における絶え間ない振動を許容されたスクレイパやホーンの使用である。本発明の一実施形態においては、生み出された超音波振動は、１０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚまでの周波数範囲であり、振幅０．０２５４〜０．１０１６ミリメートル（０．００１〜０．００４インチ）であった。超音波振動のための好ましい周波数範囲は、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚである。本発明の好ましい一実施形態では、２０ｋＨｚで動作する。超音波振動の実施形態の振幅は、好ましくは、少なくとも０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ）である。２０ｋＨｚの周波数で動作する好ましい実施形態は、振幅０．０７６２ミリメートル（０．００３インチ）で動作する。前述した距離および角度では、この周波数と振幅が、ホーン７３２上のドウの残留した堆積物を生じさせずに、シータローラ７４０からドウ生産物７２１の清潔で均一な剥ぎ取りを促進する。一つの好ましい実施形態では、シータローラ７４０がサンドブラストされる。サンドブラストされた表面は、本発明の望ましいこすり落としを促進する。
【００２４】
本発明のシータ装置７１０は、バンドやシートワイヤを必要としないので、シータ７１０は、絶え間なく動作されることができる。シータに戻るマサがほとんどないという事実と組み合わせたこの連続的な動作は、結果として、与えられた期限を越えて部分けされたかなり大量の生産物７２１を生産する単一のシータ装置７１０を生じさせる。さらに、ホーンがシータローラ７４０と接触しないので、部品のすり減りは最小限となる。
【００２５】
本発明は、好ましい実施形態を参照して特に示され、述べられたが、本発明の精神や目的から離れることなく、その中で作られるであろう形式上、細かい様々な変化は、本発明の技術分野における熟練したものにとっては容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  固定されたシータワイヤを備えた従来のシータ装置の斜視図である。
【図２】  固定されたシータワイヤを備えた従来のシータ装置の概略的な側面図である。
【図３】  本発明のシングルホーンの斜視図である。
【図４】  図４ａおよび図４ｂは、動作中にシータローラに近接した状態における本発明のホーンの概略的な側面図である。
【図５】  本発明のシングルスクレイパ装置の側面図である。
【図６】  本発明の一実施形態に係るスクレイパアセンブリの平面図である。
【図７】  本発明の一実施形態に係る斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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