(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面を複数個のガイド回転体によって回転可能に保持されて該周面近傍に設けた外部からの駆動手段を介して前記ガイド回転体の規制のもとに単一方向に回転駆動されるリング体と、両端を前記リング体の回転中心点を越えて互いに対向する両側面上にそれぞれ係止することによってリング体のほゞ直径の位置においてリング体の中空部を横断して張設されるワイヤ状の刃物とよりなるカッターであって、
該カッターは切断される材料を搬送するコンベヤラインが該カッターのリング体の中空部の中心点を外した位置において該リング体の中空部を貫通して走行する関係位置に配置され、前記コンベヤラインは該貫通位置においてそれぞれ折り返して循環する上流側と下流側との二組のコンベヤをそなえて該二組のコンベヤが刃物の切断行程のための横断通路となるスリットを隔てて対接する関係位置に配設せられ、回転するカッターの刃物が前記スリットを通って上方から下方に向かって横断するときの単一方向の行程により前記スリットを跨いで通過するコンベヤライン上の材料を切断する構成とされ、
前記刃物の周面を摺動可能に包囲する状態に設けられて、前記刃物の行程の途中で刃物の傾斜角の変動により生じる重力の作用によって刃物の長手方向に沿って刃物の周面を摺動しながら滑降する移動体からなる清掃手段をそなえることを特徴とする単一方向行程のカッター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、比較的軟らかい材料に対し、刃物を押し付けて切断する方式のカッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この方式のカッターは、平坦面に横置された材料に対し、上方から下方に向かって刃物を押し下げて切断する方式、いわゆる押し切り方式のものが一般的に広く行われる。切断行程を終えた刃物は、一回の切断毎に最初の位置に復帰するための復帰行程が必要であり、この場合刃物は切断によって生じた材料の隙間を通って元の位置に復帰させられるのが普通である。そのため刃物の材質選定に当たっては、できるだけ厚さを薄くできて、しかも所望の強度を持たせることができる材料、たとえば金属製品あるいは硬質樹脂製品等が選ばれる。
【０００３】
図６および図７は、このような従来の押し切り方式で刃物が材料を切断するときの要領を示したものである。図中Ａは刃物、Ｂは切断対象としての材料、Ｃはコンベヤラインを構成する上流側コンベヤ、Ｄは同じく下流側コンベヤで、ＥはコンベヤＣとＤとの間に設けられた刃物Ａの通路としてのスリットである。図６（ａ）は静止中の材料Ｂに対して切断のために刃物Ａを押し下げようとする直前の状態を示し、図６（ｂ）は刃物Ａを押し下げて刃物Ａが材料Ｂを切断し、コンベヤＣ，Ｄ間のスリットＥを下方に向かって通り抜けた状態を示す。図中ｍは刃物Ａが材料Ｂを切断したとき、刃物Ａに付着した材料の切屑である。この状態の刃物Ａを、スリットＥから材料の切断によって生じた隙間ｎを通過して元の位置に復帰させることにより、切断のための１サイクルが完了する。
【０００４】
切断対象物としての材料が、刃物の表面などに付着し易い材質よりなるもの、たとえば柔らかくて粘着性のある食品等の場合に、カッターの作動方式が前記のような往復式、すなわち一回の切断行程ごとに刃物を旧位置まで復帰させる方式であると、往行程で材料を切断した後、復行程のときにカッターが表面に材料の切屑をくっつけたままで、往行程で生じた隙間を通過して復帰してくることになり、材料の切り口の損傷が避けられないので、このような材料の場合には、カッターの作動方式として往復式をやめて単一方向式にする必要がある。単一方向式の好適例として、カッターの刃物として糸状のワイヤを採用し、切断時に材料と接触する刃物の表面積をできるだけ小さくしたものが従来から行われている。このカッターの構成は、駆動々力源としてシリンダ等を使ってカッターを上下動させ、上動・下動ともに切断のための作動として利用するもので、いわば複働式の往復作動方式とでも称すべきものである。この方式を採用すれば、切断の態様として、上方からの押し切りと下からの掬い上げとの両態様が交互に行われることになり、切断時の作動方向は異なるものの、個々の切断方式はまさに単一方向式であって、粘着性のある食品等の場合に、前記の同一切断面を刃物が二度通過する従来方式のものと比較して、一応改善されたものと称することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来行われている単一方向の切断方式、すなわち一回毎に切断方向が交互に異なる方式のカッターを使って材料を切断する場合には、つぎのような不具合点がある。
１）交互に行われる互いに異なる切断態様のうち、上方から下方に向かって押し切る場合は、材料の底面がスリットの部分を除いてその殆どがコンベヤによって下から受けられているので、たとえ粘着性のある食品等の場合であっても、コンベヤラインを二組のコンベヤで構成してその間に設けた幅の狭いスリットに刃物が降りて行く構造により、材料が刃物にくっついて下方に向かって追随することは防止できる。しかし、もう一方の切断態様として、刃物が下からスリットを通って上昇して来て、材料を下から掬い上げの方向に切断する態様の場合には、刃物にくっついて上方に向かって追随しようとする材料を防ぐ手立てがなく、くっついた材料が刃物の上昇とともに糸を引いた状態に上方に向かって引き伸ばされて、切り口の仕上がり状態が不手際となり、体裁のよくない製品が二回に一回の割合で発生する結果となる。この状態の発生は、すでに定寸法に切断された側の材料の重量が未切断の側の重量よりも軽いということもあって、特に該定寸側に顕著に発生する傾向があるが、このような仕上がり状態のよくない材料が、次工程としての焼き窯に回されて焼き上げられる場合、材料の突出した部分が焦げ易くてそのために製品価値を低下させるという恐れがある。
２）刃物として糸状のワイヤを採用し、切断時に材料と接触する刃物の表面積をできるだけ小さくしているが、対象となる材料が特に粘着性のある食品等である場合、刃物に付着する切屑が次第に堆積して刃物の表面が平滑さを失うことにより、材料の切り口の状態が端麗さを失うという懸念がある。その場合は切断機の運転を停止して、刃物の表面を清掃する必要があるが、その間生産ラインの稼働停止が避けられず、生産能率を低下させることになる。
【０００６】
この発明は、前記従来装置の不具合点にかんがみてなされたもので、材料を切断するカッターの刃物の作動態様を常に上方から下方に向かって横断する単一方向の行程によって行うように統一することにより、むらのない作業を通じて切り口の状態を常に美しく保って手際のよい切断作業を実現できる単一方向行程のカッターを提供することを目的としている。
【０００７】
この発明の他の目的は、カッターの刃物が材料を切断するために単一方向の行程を行った後の復帰行程を利用して該刃物の清掃作業を行うことにより、カッターの材料切断の一サイクルに要する所要時間の範囲内で刃物を常時清浄に保つことができて、しかも生産能率を低下させることなく継続的に切断作業を実現できる単一方向行程のカッターを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するためにこの発明にかかる単一方向行程のカッターは、周面を複数個のガイド回転体によって回転可能に保持されて、該周面近傍に設けた外部からの駆動手段を介して、前記ガイド回転体の規制のもとに単一方向に回転駆動されるリング体と、両端を前記リング体の回転中心点を越えて互いに対向する両側面上にそれぞれ係止することによって、リング体のほゞ直径の位置においてリング体の中空部を横断して張設されるワイヤ状の刃物とよりなるカッターであって、このカッターは、切断される材料を搬送するコンベヤラインが、該カッターのリング体の中空部の中心点を外した位置において、該リング体の中空部を貫通して走行する関係位置に配置され、前
記コンベヤラインは、該貫通位置においてそれぞれ折り返して循環する上流側と下流側との二組のコンベヤをそなえて、該二組のコンベヤが刃物の切断行程のための横断通路となるスリットを隔てて対接する関係位置に配設せられ、回転するカッターの刃物が前記スリットを通って上方から下方に向かって横断するときの単一方向の行程により、前記スリットを跨いで通過するコンベヤライン上の材料を切断する構成とされ、
前記刃物の周面を摺動可能に包囲する状態に設けられて、前記刃物の行程の途中で刃物の傾斜角の変動により生じる重力の作用によって刃物の長手方向に沿って刃物の周面を摺動しながら滑降する移動体からなる清掃手段をそなえることを特徴とする。
【０００９】
このように構成されるカッターによってコンベヤライン上の材料を切断するには、中空部を横断して張設した刃物をそなえてカッターを構成するリング体を、周面近傍に設けた外部からの駆動手段によってガイド回転体に保持されながらコンベヤラインの回りに一方向に間欠的に回転する。材料を載せたコンベヤラインは、所定のスピードのもとに走行し、材料に要求される切断長さを実現するための周期を計算して前記カッターの間欠回転の周期をこれに合致させればよい。この周期に合わせてカッターの駆動手段を発動すると、リング体が刃物とともに回転し、刃物がコンベヤライン上の材料を上方から下方に向かって押し切って、刃物自体は前記二組のコンベヤ間に設けたスリットの中を下降する。つぎの切断行程は、カッターの回転中心を境にして、反対側の刃物の部分によって行われるため、その間に１８０°の位相差があり、コンベヤラインはその間も走行を継続して材料の切断長さに相当するだけの移動を継続して行う。
【００１０】
本発明のカッターでは、前記カッターの単一方向の回転の途中で、該カッターの刃物が材料切断のために上方から下方への行程の後、該カッターの回転に応じて刃物がつぎの材料切断を行うまでの行程の途中で、前記刃物の表面を清掃するための手段を設けている。
【００１１】
そしてその清掃手段は、前記刃物の周面を摺動可能に包囲する状態に設けられて、前記刃物の行程の途中で刃物の傾斜角の変動により生じる重力の作用によって、刃物の長手方向に沿って刃物の周面を摺動しながら滑降する移動体からなる。
【００１２】
この構成の場合、刃物を包囲して刃物に沿ってその周面を摺動しながら滑降する移動体にとって、重力の作用が最も強力に発揮されるときの刃物の方向は鉛直線方向のときであり、したがって移動体を確実に滑降させるためのカッターの停止点として、刃物の長手方向が鉛直線方向に一致する点を選んである。また、下降して最低位置にあった移動体が、カッターの１８０°の回転によって最高の位置まで移動する間、移動体は遠心力によってリング体上の現状の相対位置にとどまり、１８０°の回転の後回転を停止するのと同時に、遠心力を失った移動体は刃物に沿って刃物の周面を摺動しながら滑降する。この滑降により、移動体が刃物の周囲に付着する切屑を掻き落として刃物周辺の清掃を自動的に行うようにされている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明にかかる単一方向行程のカッターについて実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５はいずれも一実施形態を示す図で、カッター１はリング体２と刃物３とよりなる。リング体２は、円筒状の周面４の部分を四個のガイド回転体としてのガイドローラ５によって回転可能に保持され、周面４に隣接する部分に設けられた歯車６を介してモータ７により、ガイドローラ５の規制のもとに単一方向に回転駆動される。この実施例では、リング体２の周面近傍に設けられる外部からの駆動手段として、モータと歯車機構による例を示したが、これに限るものではない。たとえばシンクロベルト、またはその他のベルトによるものであっても差し支えない。また、ガイド回転体の一例として、ガイドローラ５のものを例に挙げて説明したが、ガイド回転体の他の例としてピニオンを用いることとし、リング体２の周面４の全体に亙って歯車６を設けてこの歯車にピニオンを噛み合わせることにより、ガイドローラ５の場合と同等の効果をあげることは可能である。
【００１４】
刃物３は、たとえばステンレス鋼のワイヤよりなり、両端を係止体８，８によってリング体２の回転の中心点Ｐを越えて互いに対向する両側面上にそれぞれ係止することによって、リング体２のほゞ直径の位置においてリング体２の中空部を横断して張設される。
【００１５】
切断される材料Ｂは、上流側コンベヤ９と下流側コンベヤ１０とによって構成されるコンベヤラインに乗って、上流側からリング体２の中空部を貫通する方向に送り込まれる。コンベヤラインの貫通するリング体２上の貫通点位置は、回転する刃物３によって材料Ｂを切断するための配置上の必要から、リング体の中空部の中心点を外した位置とされる。また刃物３は、切断に関与する領域区分の上から、中心点Ｐを境として３ａ，３ｂの両部分より構成されるものとし、カッターの回転に応じて３ａ，３ｂの各部分が交互に材料Ｂの切断に関与するものと考えられるので、カッター１の一回転によって二回の切断行程が行われることになる。上流側コンベヤ９と下流側コンベヤ１０とは、図２に示されるように、刃物３の切断行程のための横断通路となるスリット１１を隔てて対接する関係位置に配設される。
【００１６】
１２は、刃物３の表面に付着する切屑ｍを清掃する手段としての移動体で、刃物３の周面を摺動可能に包囲する状態に設けられている。移動体１２は両端にエッジ１３をそなえ、これによって刃物３上を移動体１２が移動するとき、刃物３の周囲に付着する切屑ｍを削り取り、落下しないでエッジ１３の周囲に付着している切屑ｍを刃物の係止体８のところまで運搬する。１４はエアノズル（エヤノズルともいう）で、刃物３が鉛直線に一致するときのエッジ１３の位置付近に設けられ、エッジ１３の周りに付着する切屑ｍを吹き飛ばすためのものである。近接スイッチ１５は、カッター１が回転して刃物３が鉛直線に一致するときの位置を規制するためのものであり、リング体２の側面に設けた近接体１６と協同してカッター１の前記鉛直線に一致する位置にカッター１を停止させるためのものである。１７は枠体で、カッター１を回転可能に支持するために四組のガイドローラ５を回転可能に保持するためのものである。
【００１７】
つぎに、この発明にかかる前記単一方向行程のカッターについて、その作用の態様を説明する。
【００１８】
カッターの作用時間の構成を算式として示すと、次のように表示される。
【００１９】
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２                        ［１］
ただし、Ｔ  …コンベヤライン上の材料１ピッチ分の移動時間
ｔ１  …カッターが一回転するに要する時間
ｔ２  …カッターが鉛直線位置で静止している時間
ここで、ｔ１  には材料を切断するための時間が含まれており、ｔ１  に関する実務上の数値の一例として  ０．３秒が得られている。
【００２０】
また、  ｔ２  には刃物表面の切屑の清掃時間が含まれており、  ｔ２  に関する実務上の数値の一例として  １．５秒が得られている。
【００２１】
したがってこれらの数値をそのまま採用するものとすると、
Ｔ＝（０．３＋１．５）  秒＝１．８  秒    ［２］
となり、１．８  秒で１個の材料切断が行われることになる。
【００２２】
また、１個の切断材料の長さＬが決まれば、コンベヤラインに要求される走行速度ｖは、
ｖ＝Ｌ÷１．８  ｍ／ｓ                    ［３］
が得られ、コンベヤラインの特性設定が可能である。
【００２３】
前記実施例の単一方向行程のカッターの作用態様をつぎに説明する。カッター１が回転して刃物３が鉛直線方向と一致する位置に達すると、近接スイッチ１５が近接体１６に感応してその位置でカッター１の回転を停止し、刃物３の上端にあった移動体１２は遠心力を失って刃物３に沿って摺動しながら下降する。このとき刃物の周辺の切屑を移動体１２のエッジ１３が掻き落とし、こぼれ落ちない切屑はこれを帯同した形で刃物３の他の側の端部まで移動体１２が落下する。この位置にエアノズル１４が設けられており、このエヤによってエッジ１３の帯同した切屑ｍを吹き飛ばすことにより、刃物３の周面に付着する切り屑ｍの除去清掃を自動的に行わせることができる。つぎに、カッター１が鉛直線位置で静止している時間ｔ２  の経過後、近接スイッチ１５の停止解除のタイマー機能により、カッター１が回転を始動して回転角８０°〜９０°の地点で材料Ｂに対する切断が行われる。この切断は、刃物３の部分３ａの箇所で、単一方向行程の切断作業として行われる。切断後刃物３は回転を続けて部分３ａがコンベヤラインに設けられたスリット１１から下方へ通り抜け、回転角が１８０°に達した地点で前記近接体１６と極対象の位置に設けられる他の近接体１６が近接スイッチ１５に感応してカッター１は回転を停止し、ここまで遠心力の作用によって刃物３の部分３ｂ側の端部に相対的に静止していた移動体１２は、遠心力を失って刃物３に沿って摺動しながら下降する。以後の作用は、前記の回転角１８０°以前の位相におけるものと同様であり、１８０°回転するごとに以上の作用を繰り返すものである。
【００２４】
カッター１が何らかの理由で回転を停止し、あるいはカッター１の回転速度が遅くてその回転中移動体１２を刃物３の一方の端部に静止させる程の遠心力を発生できない場合は、図３に示すように、刃物３と鉛直線方向との間の角θが零になるより手前の時点で、移動体１２が重力作用の方向に滑降し始める場合があるが、このような場合の滑降し始める角θの位相は、滑降に際して両者間に生じる摩擦力の存在を考慮に入れて、刃物３がコンベヤラインのスリット１１をすでに通過し終わった位相の範囲において起こるであろうことが、図からも明らかに察知される。もしその手前で滑降の起きるおそれがある場合には、コンベヤラインの高さをもう少し高いめに設置すればよい。
【００２５】
材料を切断する刃物の清掃作業を行う作用態様に関しては、一実施例として前記移動体の自然落下行程を利用した自動式清掃手段を例に挙げて説明したが、刃物の周面を清掃する手段は前記以外にも種々の方法が適用できる。例えばカッター１を特定位置で停止し、回転ブラシなどを刃物の表面に押し当てて刃物に付着する切屑を除去する方法なども適用が可能であり、要はカッターの材料切断の一サイクルに要する所要時間の範囲内で刃物を清浄に保つことのできる作業であれば差し支えないものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、この発明にかかる単一方向行程のカッターによれば、
１）コンベヤラインに乗って連続的に送られてくる材料に対し、常に上方から下方に向かって刃物を押し下げて切断する押し切り方式の適用を可能として、むらのない作業を通じて切り口の状態を常に美しく保って手際のよい切断作業が実現できる。とくに比較的軟らかくて粘着性のある食品材料などの場合で、そのため切断中に刃物に材料がくっついて端麗な仕上がり結果を得ることが困難な材料に対しても、上方から下方に向かう単一方向の切断により、高能率の作業を実現することができる。
【００２７】
２）カッターの刃物が単一方向の切断行程を行った後の復帰行程を利用して、そのつど該刃物の清掃作業を自動式に行うことにより、カッターの材料切断の一サイクルに要する所要時間の範囲内で刃物を常時清浄に保つことができ、生産能率を低下させることなく継続的に切断作業を実現することができる。
【００２８】
特に材料が粘着性のある食品等の場合に、従来装置では刃物に付着する切屑が次第に堆積して刃物の表面が平滑さを失い、その結果材料の切り口の状態が端麗さを失うことになりがちである。そうなると切断機の運転を停止して、刃物の表面を清掃する必要があったが、その間生産ラインの停止が避けられず、生産能率の低下が避けられなかった。本発明のカッターによればこれらの従来装置の課題が解決されて、継続的な切断作業を実施することができ、作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる単一方向行程のカッターの一実施例の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で破断した断面図である。
【図３】図１のカッターの作用態様を示す説明図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線で破断した断面図である。
【図５】図１の要部の拡大断面図である。
【図６】図６（ａ），図６（ｂ）はいずれも従来のカッターによる下降方向の材料切断要領の説明図である。
【図７】従来のカッターによる上昇方向の材料切断要領の説明図である。
【符号の説明】
１    カッター
２    リング体
３    刃物
４    周面
５    ガイドローラ
６    歯車
７    モータ
８    係止体
９    上流側コンベヤ
１０    下流側コンベヤ
１１    スリット
１２    移動体
１３    エッジ
１４    エアノズル
１５    近接スイッチ
１６    近接体
Ｂ    材料
Ｐ    中心点
【図１】
0003629315.tif 000002
【図２】
0003629315.tif 000003
【図３】
0003629315.tif 000004
【図４】
0003629315.tif 000005
【図５】
0003629315.tif 000006
【図６】
0003629315.tif 000007
【図７】
0003629315.tif 000008