(57)【要約】  第１の刃付きロール及び第２刃付きロールを利用した膨化押出物の切断方法及び装置。第１及び第２刃付きロールは反対方向に回転すると共に、押出物を同様な寸法を備えた小片に切断するために協働する。刃は剪断作用によって押出物を切断するために、相互に偏倚するようにロール上に位置決めされる。
2007521796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出物を切断する切断アセンブリであって、
枠と、
平面内に設けられると共に、前記枠に回転可能に装着される第１のロールと、
前記平面内に前記第１のロールに隣接して設けられる第２のロールと、該第２のロールは前記枠に回転可能に装着され、
前記第１のロールの全長に沿って装着される複数の第１の刃と、
前記第２のロールの全長に沿って装着されると共に、前記複数の第１の刃に対してオフセットする複数の第２の刃とを含むことを特徴とする切断アセンブリ。
【請求項２】
前記第１のロール及び第２のロールを反対方向へ回転させる回転機構と、
前記複数の第１の刃の各々及び対応する複数の第２の刃の１個の間の刃間隙とを更に含み、該刃間隙は該第１及び複数の第２の刃が夫々前記第１及び第２のロール上において相互に通過するように回転した時に形成される
ことを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項３】
前記刃間隙は約０ミリメートルから約０．３８１ミリメートル（０インチから０．０１５インチ）であることを特徴とする請求項２の切断アセンブリ。
【請求項４】
前記刃間隙は約０ミリメートルから約０．０７６ミリメートル（０インチから０．００３インチ）であることを特徴とする請求項３の切断アセンブリ。
【請求項５】
前記複数の第１の刃及び複数の第２の刃は夫々前記第１のロール及び第２のロールに直角に装着されることを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項６】
前記複数の第１の刃の各々は前記第１のロール上において所定の刃間隔距離だけ離間して装着されると共に、前記複数の第２の刃の各々は前記第２のロール上において同じ刃間隔距離だけ離間して装着されることを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項７】
前記複数の第１の刃及び複数の第２の刃は夫々前記第１のロール及び第２のロール上に取り外し可能に装着されることを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項８】
前記第１のロールの全長に沿って形成される複数の第１の凹部と、
前記第２のロールの全長に沿って形成される複数の第２の凹部と、
前記複数の第１の凹部及び複数の第２の凹部の各々に位置決めされると共に、該凹部を殆ど全て満たす楔とを更に含み、前記複数の第１の刃及び複数の第２の刃はそれぞれ前記複数の第１の凹部及び複数の第２の凹部の満たされていない部分に挿入される
ことを特徴とする請求項７の切断アセンブリ。
【請求項９】
前記複数の第２の刃は前記複数の第１の刃と数が等しいことを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項１０】
前記複数の第１の刃及び複数の第２の刃は連続刃を備えることを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項１１】
前記複数の第１の刃及び複数の第２の刃は非連続刃を備えることを特徴とする請求項１の切断アセンブリ。
【請求項１２】
前記非連続刃は、前記第１のロールの全長に沿って多数の列をなし、且つ前記第２のロー
ルの全長に沿って等しい数の列をなして装着されることを特徴とする請求項１１の切断アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のロールに沿った各列における非連続刃の数は、前記第２のロールに沿った各列における非連続刃の数と等しいことを特徴とする請求項１２の切断アセンブリ。
【請求項１４】
押出物を切断する切断アセンブリであって、
平面内に設けられると共に第１の軸に回転可能に装着される第１のホイールと、該第１のホイールは内方に湾曲した末端面を有し、
前記平面内において前記第１のホイールと隣接して設けられる第２のホイールと、該第２のホイールは第２の軸に回転可能に装着されると共に内方に湾曲した末端面を有し、
前記第１のホイールの末端面及び前記第２のホイールの末端面の間に形成されるサドルと、
前記第１のホイール上において該第１のホイールに対して直角に装着され複数の第１のホイール刃と、
前記第２のホイール上において該第２のホイールと直角に且つ前記複数の第１のホイール刃に対して偏倚位置に装着される複数の第２のホイール刃と
を含むことを特徴とする切断アセンブリ。
【請求項１５】
前記第１のホイール及び第２のホイールを反対方向へ回転させる回転機構と、
前記複数の第１のホイール刃の各々及び対応する前記複数の第２のホイール刃の１個の間の刃間隙とを更に含み、該刃間隙は該複数の第１のホイール刃及び複数の第２のホイール刃が夫々前記第１のホイール及び第２のホイール上において相互に通過するように回転した時に形成される
ことを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項１６】
前記刃間隙は約０ミリメートルから約０．３８１ミリメートル（０インチから０．０１５インチ）であることを特徴とする請求項１５の切断アセンブリ。
【請求項１７】
前記刃間隙は約０ミリメートルから約０．０７６ミリメートル（０インチから０．００３インチ）であることを特徴とする請求項１６の切断アセンブリ。
【請求項１８】
前記複数の第１のホイール刃の各１個は前記第１のホイール上において、該第１のホイール刃の隣接する１個と所定の刃間隔距離だけ離間して装着され、
前記第２のホイール刃の各１個は前記第２のホイール上において、該第２のホイール刃の隣接する１個と同じ刃間隔距離で装着される
ことを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項１９】
前記複数の第２のホイール刃は前記複数の第１のホイール刃と数が等しいことを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項２０】
前記平面内において前記第２のホイールと隣接して設けられる第３のホイールと、該第３のホイールは第３の軸に回転可能に装着されると共に、内方に湾曲する末端面を有し、
前記平面内において前記第３のホイールと隣接して設けられる第４のホイールと、該第４のホイールは第４の軸に回転可能に装着されると共に、内方に湾曲する末端面を有し、
前記第３のホイールの末端面及び第４のホイールの末端面の間に形成される幾何的サドルと、
前記第３のホイール上において該第３のホイールと直角に装着される複数の第３のホイール刃と、
前記第４のホイール上において該第４のホイールと直角に且つ前記複数の第３のホイー
ル刃に対して偏倚位置に装着される複数の第４のホイール刃と
を更に含むことを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項２１】
前記平面は水平面であることを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項２２】
前記平面は垂直面であることを特徴とする請求項１４の切断アセンブリ。
【請求項２３】
第１の軸に回転可能に装着される複数の第１のホイールにより形成される上側ホイール列と、該複数のホイールの各々は内方に湾曲する末端面を有し、
第２の軸に回転可能に装着される複数の第２のホイールにより形成されると共に、前記上側ホイール列と隣接し且つ該上側ホイール列に対して垂直面に設けられる下側ホイール列と、
前記上側ホイール列の各第１のホイール末端面及び前記下側ホイール列の各第２のホイール末端面の間に形成される複数の案内サドルと、
前記上側ホイール列の各第１のホイール上において該ホイールと直角に装着される複数の第１のホイール刃と、
前記下側ホイール列の各第２のホイール上において該ホイールと直角に装着される複数の第２のホイール刃とを含み、該複数の第２のホイール刃の各々は該複数の第１のホイール刃の対応する１個に対してオフセット位置に装着される
ことを特徴とする切断アセンブリ。
【請求項２４】
押出物個片を製造する製造システムであって、
押出物を切断アセンブリへ連続送り込み速度で供給するように位置決めされる搬送装置と、
該押出物を前記搬送装置から受け取ると共に該押出物を個片に切断するように位置決めされる切断アセンブリと、該切断アセンブリは複数の第１の刃を備えた第１のロールを有し、該第１の刃は該第１のロール上において、第２のロールに装着される対応する複数の第２刃に対して偏倚位置に装着され、
前記押出物個片を前記切断アセンブリから受け取ると共に、該押出物個片を加工のために搬送するように位置決めされる小片搬送装置と
を含むことを特徴とする製造システム。
【請求項２５】
前記搬送装置は入力端及び出力端を有し、該入力端及び出力端の少なくとも１個は高さ調整可能であることを特徴とする請求項２４に記載の製造システム。
【請求項２６】
前記搬送装置及び前記切断アセンブリの間に位置決めされるシュートを更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の製造システム。
【請求項２７】
前記切断アセンブリは更に、前記押出物を前記搬送装置から受け取るように該切断アセンブリを調整するレバー機構を含むことを特徴とする請求項２４に記載の製造システム。
【請求項２８】
前記切断アセンブリ及び前記搬送装置の間の物理的な接続を提供するために、該切断アセンブリ及び該搬送装置の間に位置決めされる結合アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の製造システム。
【請求項２９】
押出物を切断する方法であって、
切断アセンブリの第１のロール及び切断アセンブリの第２のロールを反対方向へ、且つ所定の回転速度で回転させる工程と、該第１のロールは複数の第１の刃を有し、該複数の第１の刃は該第１のロールに所定の刃間隔距離だけ離間して装着され、該第２のロールは複数の第２の刃を有し、該複数の第２の刃の各々は該第２のロールに同じ刃間隔距離だけ
離間して装着され、
前記複数の第１の刃が前記複数の第２の刃を通過するように回転した時に、該複数の第１の刃の各々と該複数の第２の刃の対応する１個の間に刃間隙を形成する工程と、
前記押出物を前記切断アセンブリへ所定の送り込み速度で供給する工程と、
前記押出物が前記刃間隙へ入った時に、前記切断アセンブリへ供給された該押出物を前記複数の第１の刃の１個及び対応する複数の第２の刃の１個と接触させることによる剪断型切断作用によって、該押出物を押出物個片へ切断する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記第１のロール及び前記第２のロールを前記送り込み速度よりも速い回転速度で回転させる工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のロール及び前記第２のロールを前記送り込み速度よりも約１．１倍速い回転速度で回転させる工程を更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１のロール及び前記第２のロールを前記送り込み速度よりも約１．１倍から約２０倍速い回転速度で回転させる工程を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１のロール及び前記第２のロールを前記送り込み速度よりも遅い回転速度で回転させる工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１のロール及び前記第２のロールを前記送り込み速度の約１．１倍未満の回転速度で回転させる工程を更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記押出物を約６．１毎分メートル（２０毎分フィート）から約２２９毎分メートル（７５０毎分フィート）の送り込み速度で供給する工程と、
前記第１のロール及び前記第２のロールを約５０毎分回転数から約１０００毎分回転数の回転速度で回転させる工程と
を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記押出物を約９１．４毎分メートル（３００毎分フィート）から約１５２．４毎分メートル（５００毎分フィート）の送り込み速度で供給する工程と、
前記第１のロール及び前記第２のロールを約３００毎分回転数から約５００毎分回転数の回転速度で回転させる工程と
を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記押出物を約３０．５毎分メートル（約１００毎分フィート）から約４２．７毎分メートル（１４０毎分フィート）の送り込み速度で供給する工程と、
前記第１のロール及び前記第２のロールを約３３．５毎分メートル（１１０毎分フィート）から約５１．８毎分メートル（１７０毎分フィート）の回転速度で回転させる工程とを更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３８】
前記切断アセンブリへ供給される前記押出物を切断するために、前記刃間隙を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３９】
前記切断アセンブリへ供給される前記押出物を切断するために、前記送り込み速度を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項４０】
前記押出物個片の全長を制御するために、前記刃間隔距離を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項４１】
前記押出物個切片の全長を制御するために、前記第１ロール及び第２のロールの回転速度及び前記押出物の送り込み速度の少なくとも１方を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項４２】
前記押出物を押出物個片に切断する工程は、
前記押出物を前記刃間隙内において、前記複数の第１の刃の１個及び複数の第２の刃の対応する１個と直角に接触させる工程を更に含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して膨化押出物の製造に関し、とりわけ単一の渦巻き状膨化押出物から複数の同一形状を有する渦巻き状膨化押出物片を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チートス（Ｃｈｅｅｔｏｓ（商標名））のブランドラベルの元で製造及び販売されているスナック菓子等の従来技術の膨化押出製品の製造は一般的に、コーンミール又は他の生地を非常に高圧で小孔を有するダイを通るように押し出す工程を含む。生地は小孔を出るにつれて勢いよく流れ、或いは膨張することにより、膨化押出物が形成される。最初の生地の一般的な成分には、例えば６５７キログラム／立法メートル（４１ポンド／立法フィート）のかさ密度及び１２から１３．５パーセントの重量水分含有量を備えたコーンミールがある。しかしながら、最初の生地は主にレシチン、油、塩、砂糖、ビタミン配合物、水溶性線維及び不溶性線維を含み得る添加剤と共に、小麦粉、米粉、大豆アイソレート、大豆濃縮物、その他の穀物粉、蛋白質粉、強化粉に基づく。配合物は一般的に１００から１２００ミクロンの粒子寸法を備える。
【０００３】
膨化押出工程が図１に示されており、図１は小径出口孔１４を有するダイ１２の概略断面図である。とうもろこしベースの膨化押出物を製造する中で、コーンミールは一般的には、米国ウェンガー社（Ｗｅｎｇｅｒ）により製造されるモデルＸ２５及びフランス国クレックストラル社（Ｃｌｅｘｔｒａｌ）により製造されるＢＣ４５等、一軸（例えばアメリカン  
エクストルージョン社（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）、ウェンガー社（Ｗｅｎｇｅｒ）、マドックス社（Ｍａｄｄｏｘ））、又は二軸（ウェンガー社（Ｗｅｎｇｅｒ）、クレックストラル社（Ｃｌｅｘｔｒａｌ）、バーラ社（Ｂｕｈｌｅｒ））式押出機に加えられる。例としてチートス（商標名）を使用して、コーンミールの総水分含有量を１５パーセントから１８パーセントまでにするように、水がコーンミールに加えられる一方で、押出機は１００から１０００ＲＰＭのスクリュー回転数で作動させられる。コーンミールはダイ１２に接近するにつれて粘性溶融体１０になり、次にダイ１２の極小開口即ち孔１４を通るように押し付けられる。孔１４の直径は一般的には、コーンミールの配合では通常の水分含有量、押出量、要求押出物ロッド径又はロッド形状において２．０ミリメートルから１２．０ミリメートルの範囲にある。しかしながら、孔径は他の種類の押出物材料では実質的により小さく又はより大きくてもよい。
【０００４】
同時にこの孔１４の内部では、粘性溶融体１０が４１３７から２０６８５キロパスカル（６００から３０００ｐｓｉ）及び約２０４°Ｃ（４００°Ｆ）等の高圧及び高温にさらされる。その結果、同時に孔１４の内部では、粘性溶融体１０がプラスチック溶融現象を呈し、溶融体１０はダイ１２を流通するにつれてその流動度を増大させる。押出物１６はダイ１２の孔１４を出る。孔１４の断面径は特定の生地配合、押出量、及び要求ロッド（又は他形状）直径に左右されるが、１ミリメートルから１４ミリメートルの範囲が好ましい（孔１４の直径は押し出されるコーンミール又は配合物の平均粒子寸法にも左右される）。
【０００５】
押出物１６は孔１４を出るにつれて急速に膨張し、冷却し、且つ極めて迅速にプラスチック溶融段階からガラス転移段階へ移動して、円柱状であるならば「ロッド」形状膨化押出物と呼ばれる相対的に硬い構造体になることが判る。この硬いロッド構造体は次に個片に切断され得、更に例えば油で揚げることにより調理され、且つ必要であれば調味される。
【０００６】
ある押出機における合計押出量を最大限にするために、多数の個別ダイ１２が押出機の前面において組み合わせられ得る。高押出率が一軸及び二軸押出機の両者によって達成され得るが、例えば、上述した二軸押出機及びコーンミール配合を使用する時には、複数のダイを有する二軸押出機での一般的な押出量は９９８キログラム（２２００ポンド）であり、一時間当りの押出物製造容量が相対的に高い。この押出率では、押出物がダイ１２を出る時の速度は一般的には毎分３００から１２００メートル（１０００から４０００フィート）の範囲にあるが、押出機押出量、スクリュー速度、孔径、孔の数、圧力分布に左右される。
【０００７】
図１から理解できるように、このような工程によって製造されるスナック食品は必然的に、切断されたとしても直線状製品である直線状押出物である。消費者研究によれば、「渦巻き」、「螺旋」又は「コイルばね」形状（これらの用語は全部がここでは出願人により同義的に使用される）を呈する、同様のテクスチャー及び風味を有する製品が好ましいことが判明している。このような押出物の螺旋形状の例を図２に示す。図２は螺旋又は渦巻き状膨化押出物２０の一実施形態の斜視図である。
【０００８】
渦巻き状膨化押出物の製造装置は、「渦巻き状膨化押出物の製造装置及び方法」と題する特許文献１の主題である。この文献１は参照することによりここに組み入れられる。しかしながら一般的に、押出機ダイフェイスの出口端に位置決めされるパイプ又はチューブ（これらの用語はここでは出願人により同義的に使用される）等のある種の密封容器は、渦巻き状膨化押出物を製造するために使用される。しかしながら、切断が堅実であり（完全な分離が達成されることを意味する）、個々の押出物切片が制御された長さを有し、且つ個々の押出物切片が平滑な両端を有するように、渦巻き状膨化押出物を押出物個片に切断することは困難であった。例えば、図３は押出物が管の端部で切断される機器の斜視図を示しており、この機器はぎざぎざな両端をもたらす恐れがある。
【０００９】
次に図３を参照すると、ダイフェイス１８に取り付けられる多数の管３０が示されている。各管３０の出口端は押出機前面２３に取り付けられる。多数の個別切刃２６を有する円形切断装置２４が押出機前面２３に取り付けられる。渦巻き状膨化押出物は管３０の中で形成され、管３０の出口端を通り出て、更に切刃２６によってより小さい押出物個片に切断される。
【００１０】
多管アセンブリにおいて管３０の端部で渦巻き状膨化押出物２０を切断するのは好ましくない。なぜならば、切刃２６は渦巻き状膨化押出物を一本の管３０から別の管へひきずるからである。このひきずりによって、個々の渦巻き状膨化押出物切片はぎざぎざの端部を有することになる。図４は図３の機器と同様な機器によって切断され、ぎざぎざの端部を有する渦巻き状膨化押出物３５の一例である。また、多管アセンブリにおいて渦巻き状膨化押出物２０が製造される時には、管は同じ速度で押出物を製造できず、多数の管を切断する単一のカッタが様々な長さの押出物個片を製造してしまう。渦巻き状膨化押出物の場合では、様々な長さによって各個片では輪の数が異なってしまう。
【００１１】
従って、渦巻き状膨化押出物が形成管を出る時に、ぎざぎざの端部及び／又は制御されていない長さを有する押出物個切片とならない渦巻き状膨化押出物の堅実な切断を提供することが問題であった。渦巻き状膨化押出物が形成管を出る時に、押出物は大部分がガラス転移段階とは対照的なプラスチック溶融段階により特徴付けられる。そのプラスチック溶融段階により大部分が特徴付けられる時には、渦巻き状膨化押出物は柔らか過ぎて堅実な切断（押出物個片の完全な分離を意味する）ができない。形成管から更に下流では、渦巻き状膨化押出物はそのガラス転移段階により更に特徴付けられるようになると共に、冷却及び乾燥し続けるにつれて表面剛性を獲得する。この表面剛性はより堅実な切断を可能
にする。
【００１２】
従って、切断がより堅実に行われ得る、形成管から下流で渦巻き状膨化押出物を切断する装置及び方法が必要とされる。また、個片の各端部において滑らかな切れ目を提供する渦巻き状膨化押出物の渦巻き状膨化押出物個片への切断装置及び方法も必要とされる。更に、渦巻き状膨化押出物の個々の切片の長さを制御する装置及び方法が必要とされる。渦巻き状膨化押出物の場合では、押出物の個々の切片の長さを制御すると、各個片での輪の数を制御することになる。しかし当然のことながら、これらの要求は渦巻き状膨化押出物に限定される必要はない。また、正弦状膨化押出物並びに他種類の直線状及び非直線状膨化押出物を切断する装置も必要とされる。
【特許文献１】米国特許出願０９／９５２，５７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明はこれらの要求を満たす装置及び方法を提供する。本機器及び方法は渦巻き状膨化押出物及び他の膨化押出物の製造システムに組み入れられ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は押出物を切断する切断アセンブリを含む。一実施形態によれば、切断アセンブリは平面内に設けられると共に枠に回転可能に装着される第１のロールと、同じ平面内において第１のロールと隣接して設けられる第２のロールを含む。第２のロールはまた枠に回転可能に装着されると共に、第１のロールの回転方向と反対方向に回転する。各ロールはその全長に沿って装着される１個以上の刃を有する。第１のロール上の各刃が第２のロール上の対応する刃を通過して回転する時に、第１のロール上の刃と第２のロール上の対応する刃の間に刃間隙が形成されるように、第１のロール上の刃は第２のロール上の刃に対して偏倚位置にある。切断アセンブリは押出物が刃間隙へ入った時に、刃の偏倚装着に起因する剪断型切断作用によって切断アセンブリへ供給された押出物を切断する。
【００１５】
別の実施形態によれば、切断アセンブリは平面内に設けられると共に第１の軸に回転可能に装着される第１のホイールと、同じ平面内に第１のホイールと隣接して設けられる第２のホイールを含む。第２のホイールは第２の軸に回転可能に装着される。第１のホイール及び第２のホイールの各々は内方に湾曲する末端面を有する。第１及び第２のホイールは同一平面内に相互に隣接して設けられるので、第１のホイールの末端面及び第２のホイールの末端面の間にはサドルが形成される。第１及び第２のホイールの各々は、それらのホイールに直角に装着される１個以上のホイール刃を有する。第１のホイール上の各刃が第２のホイール上の対応する刃を通過して回転した時に、第１のホイール上の刃及び第２のホイール上の対応する刃の間に刃間隙が形成されるように、第１のホイール上の刃は第２のホイール上の刃に対してオフセット位置に装着される。押出物はサドルを通り切断アセンブリへ供給される。押出物が刃間隙へ入った時には、刃の偏倚装着に起因する剪断型切断作用によって刃は押出物を切断する。
【００１６】
本発明は更に押出物を切断する方法を含む。本方法によれば、押出物を偏倚位置にある刃と接触させることによる剪断型切断作用によって、押出物は押出物個片に切断される。本方法により切断される押出物個片の形状及び長さは、種々の作動的な調整によって制御され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の特色と思われる新規の特徴が添付の請求項に記載されている。しかしながら、本発明自体、並びに好適な使用形態、本発明の更なる目的及び効果は、以下の例証実施形態の詳細な説明を添付の図面と組み合わせて読んだ時に、その詳細な説明を参照すること
により最良に理解される。
【００１８】
添付の図面を参照すると、全図面において同一の符号は示唆されていなければ同一の要素を表すために使用される。
図５は本発明に係る切断アセンブリ４０の好適な実施形態の斜視図である。本実施形態によれば、切断アセンブリ４０は同一面内において相互に隣接して設けられる第１のロール４２及び第２のロール４４を含む。図５に示す実施形態によれば、第１のロール４２及び第２のロール４４は水平面内に設けられるが、ロールはまた垂直面内に設けられてもよい。好適には、第１のロール４２及び第２のロール４４は円柱形状である。例えば四角柱又は楕円柱等、長手軸に許容可能な質量慣性モーメントを伴う他の形状もまた、第１及び第２のロールに使用できる。
【００１９】
第１のロール４２及び第２のロール４４は好適には枠５０上に回転可能に取り付けられる。図５ではテーブル型構造として図示されているが、枠５０は第１及び第２のロール４２及び４４等の部品を回転可能に装着するのに適した、当該技術分野において周知の多くの構造を備えることもできる。回転機構によって第１及び第２のロール４２及び４４は反対方向へ回転させられる。好適には、回転機構は第１のロール４２を回転駆動するように第１のロール４２に作動的に接続されるモータ（図示なし）と、回転を第２のロール４２へ伝達するギアアセンブリ４３を備える。従って、第１及び第２のロール４２及び４４は反対方向ではあるが同じ速度で回転する。別の実施形態では、第２のロール４４にモータが取り付けられ、ギアアセンブリ４３を介して第１のロールへ回転を伝達する。第１及び第２のロール４２及び４４を反対方向へ同じ速度で回転させる他の回転機構は、当該技術分野に属する通常の知識を有する者には周知である。
【００２０】
第１複数連続刃４６は第１のロール４２の全長に沿って取り外し可能に装着される。ここで使用されている「複数」という用語は１個又はそれ以上を意味する。好適には、１個よりも多い連続刃が使用されるならば、複数の第１の刃の各刃は、所望する押出物切片の長さよりも僅かに大きい刃間隔距離５２だけ隣接する刃から離間させられる。ロールに装着される刃の数はロールの直径（又は直径の二分の一として定義される半径）の関数である。最小では、１個の刃がロールに装着され得る。最大では、ロールに装着される刃の数は、ロールの外周周りに嵌合する程度の多さである。例えば、ロールが円柱状であるならば、刃は２πＲとして定義される外周の周りにおいて離間させられる。Ｒはロールの半径である。
【００２１】
第２複数連続刃４８は第２のロール４４の全長に沿って取り外し可能に装着される。ここで使用される「複数」という用語は、１個又はそれ以上を意味する。複数の第２の刃４８における刃の数と複数の第１の刃４６における刃の数の間には、一対一の対応がある。複数の第２の刃４８の各刃は、複数の第１の刃における刃間隔５２と等しい刃間隔距離５２で隣接する刃から離間させられる。第１及び第２複数連続刃４６及び４８の各々は、それらの刃が装着されるロールと直角に装着される。しかしながら、第２複数連続刃４８は第２のロール４４上において、第１複数連続刃４６に対して「偏倚位置」又は「偏倚装着」（これらの用語はここでは出願人によって同義的に使用される）としてここに説明されるように取り付けられる。刃の偏倚装着については、本明細書において図６に関して詳細に説明する。
【００２２】
ロール４２及び４４の直径、ロールに装着される刃４６の数及び刃間隔距離５２は、「切断アセンブリ構成」とも呼ばれる「切断アセンブリの構成」を構成する。切断アセンブリ構成は、ロールの回転速度、及び搬送装置が切断アセンブリへ押出物を供給する送り速度等、切断アセンブリの他の作動状態を決定する際の係数である。
【００２３】
好適には、第１及び第２のロール４２及び４４は、搬送装置７０（図８）が押出物を切断されるように供給する送り速度よりも速い回転速度で駆動される。好適には、ロールの回転速度は搬送装置の送り速度よりも少なくとも１．１倍速く、より好適には搬送装置の送り速度よりも約１．１倍から約２０倍の範囲で速い。ロールの回転速度が送り速度よりも１．１倍又はそれ以上速い時には、切断アセンブリはここでは「より速い速度差」で作動すると言われる。より速い速度差での所定の切断アセンブリ構成の切断アセンブリの作動により、送り速度よりも約１．１倍未満の回転速度での、同じ構成を有する切断アセンブリの作動よりも短い押出物個片が切断される。搬送装置の送り速度に対してロールの回転速度が速くなる程、所定の切断アセンブリ構成において製造される押出物片の長さが短くなる。
【００２４】
しかしながら、より長い押出物片は、第１及び第２のロールの回転速度を変化させることにより、同じ所定の切断アセンブリ構成を有する切断アセンブリによって切断され得る。第１及び第２のロール４２及び４４を搬送装置７０の送り速度と同じ速度で又はより遅い速度で回転するように作動させると、切断アセンブリ構成を変更する必要なく、より長い押出物片が切断される。従って、別の実施形態によれば、第１及び第２のロール４２及び４４の回転速度は搬送装置の送り速度よりも約１．１倍未満である。本実施形態に係る切断アセンブリはここでは「より遅い速度差」で作動すると言われる。より遅い速度差で作動する時には、同じ切断アセンブリ構成を有する切断アセンブリと共に作動する搬送装置の送り速度よりロールの回転速度が約１．１倍速い時よりも、押出物切片は長くなる。
【００２５】
しかしながら、押出物切片の長さを制御する別の方法によれば、切断アセンブリの構成、特に刃間隔距離５２が調整される。搬送装置７０の送り速度は押出物の切断アセンブリ４０に対する配向及び送り出しに影響を与え、これは所望の長さの押出物切片を切断する能力に影響を与える。刃間隔距離５２は、所望長さを提供するべく搬送装置の速度に応答するように調整され得る。例えば、第１及び第２のロール４２及び４４が旋回するよりも遅く搬送装置７０が切断アセンブリ４０へ供給するならば、短い押出物切片が製造される。回転速度又は送り速度のいずれかを変更することなく、より長い押出物個片を得るためには、刃間隔距離５２が増大させられる。
【００２６】
各刃間の距離は個々の押出物切片の長さへの影響を有すると共に、所定の搬送装置速度及びロールの回転速度での使用のために、且つ長さが変化する押出物個片を得るべく、幅広い範囲内で調整され得る。従って、本発明により、様々な長さの押出物個切片を得るための様々な構成、且つ様々な回転速度及び送り速度に切断アセンブリが構成され得る方法として、様々な刃の数及び刃間隔距離が企図される。
【００２７】
ロールの回転速度及び搬送装置の送り速度はここでは、特定値とは対照的に比率として説明される。なぜならば、ロールの直径、ロール上における刃の数及び刃間隔距離等の可変値は様々な調整を受け入れることが可能であり、従って特定の値は本開示を不当に限定する。しかしながら一例として、第１及び第２のロール４２及び４４は約５０ＲＰＭ（毎分回転数）から約１０００ＲＰＭまでの回転速度で駆動される。約５０ＲＰＭから約１０００ＲＰＭまでの好適な範囲は、切断アセンブリにより切断されるために押出物を供給する搬送装置の速度、切断アセンブリのロール直径、ロール上における刃の数、刃間隔距離、ロールを回転させる駆動機構、搬送装置の種類及び寸法、押出機を通るように押し込まれるミールの量及び製造される押出物の形状等、機械的及び作動的条件の関数である。
【００２８】
例えば、押出物が渦巻き状膨化押出物であるならば、ロールの直径は約１５．２センチメートル（６インチ）から約１６．５センチメートル（６．５インチ）であると共に、搬送装置の速度は約３０．５毎分メートル（１００ＦＰＭ（毎分フィート））から約４２．７毎分メートル（ＦＰＭ）であり、好適な回転速度範囲は約３３．５毎分メートル（１１
０ＦＰＭ）から約５１．８毎分メートル（１７０ＦＰＭ）である。押出物が渦巻き状膨化押出物のように円形断面部分を有していないならば、好適な回転速度は約３００ＲＰＭから約５００ＲＰＭ、或いはその前後である。
【００２９】
また一例として、搬送装置送り速度の特定値は約６．１毎分メートル（２０ＦＰＭ）から約２２９毎分メートル（７５０ＦＰＭ）の範囲にある。また、約６．１毎分メートル（２０ＦＰＭ）から約２２９毎分メートル（７５０ＦＰＭ）の好適な範囲は、切断アセンブリのロール直径、ロール上における刃の数、刃間隔距離、ロールを回転させる駆動機構、搬送装置の種類及び寸法、押出機を通るように押し込まれるミールの量、及び製造される押出物の形状等、機械的及び作動的条件の関数である。一例として、送り速度の好適な一範囲は、約９１．４毎分メートル（３００ＦＰＭ）から約１５２．４毎分メートル（５００ＦＰＭ）である。送り速度の別の好適な範囲は約６．１毎分メートル（２０ＦＰＭ）から約４２．７毎分メートル（１４０ＦＰＭ）である。
【００３０】
上記の範囲内又は範囲外にある回転速度及び送り速度の他の好適な範囲は、搬送装置速度、ロール直径、刃の数、刃間隔距離、駆動機構、搬送装置の種類及び寸法、押出機を通るように押し込まれるミール量、及び製造される押出物形状等、上記に挙げた機械的及び作動的条件に応じて可能である。
【００３１】
とりわけ、第１及び第２のロール４２及び４４の速度、搬送装置送り速度の調整は、押出物切片の端形状に影響を与える。例えば、切断される押出物が渦巻き状膨化押出物であるならば、第１及び第２のロール４２及び４４の回転速度、搬送装置７０の送り速度、及び搬送装置７０と第１及び第２のロール４２及び４４の間の速度差は、渦巻き状膨化押出物では渦巻きのピッチへ所望の影響を生じさせるように調整され得る変数である。押出物が渦巻き状膨化押出物であるならば、速い搬送装置送り速度、例えば約２１．３毎分メートル（７０ＦＰＭ）又はそれ以上の速度は押出物を引き伸ばし、切断アセンブリへ送られる押出物の輪のピッチがより長くなる。従って、押出物は所定長さにおいてより少ない輪の数を有すると共に、芋虫状構成に類似する。対照的に、より遅い搬送装置送り速度、例えば約１６．８毎分メートル（５５ＦＰＭ）又はそれ以下の速度では輪のピッチがより短くなり、所定長さにおいてより多くの輪ができる。
【００３２】
従って、押出物の形状及び切片の全長は種々の作動調整によって制御され得る。長い押出物片を切断したいか、或いは短い押出物片を切断したいかによって、搬送装置及び切断アセンブリ間のより速い又はより遅い速度差への適切な調整が為され得る。同様に、搬送装置の送り速度の適切な調整は、長い又は短いピッチを備えた押出物を製造するために為され得る。従って、第１及び第２のロール４２及び４４の回転並びに搬送装置７０の送り速度に対して幅広い作動速度が使用され得、渦巻き状膨化押出物のピッチ及び端形状、並びに個々の押出物切片の全長への付随的影響を伴う。同様に、第１及び第２のロール４２及び４４並びに搬送装置７０の作動速度は、正弦押出物、又は四角形、三角形、或いは他の非円形断部分を有する押出物等、渦巻き状膨化押出物以外の押出物の形状及び長さへ付随的な影響を有し得る。
【００３３】
次に図６を参照すると、第２複数連続刃４８の第１複数連続刃４６に対する「偏倚装着」が説明されている。一般的に偏倚位置は、複数の第２の刃４８及び複数の第１の刃４６が夫々のロール上において相互に通過するように回転した時に、複数の第２の刃４８の先端が複数の第１の刃４６の先端に接触しない位置である。しかしながら、とりわけ複数の第２の刃４８及び複数の第１の刃４６は相互に通過するように回転させられた時に、刃間隙５５がそれらの刃の間に存在するように装着される。従って、複数の第１の刃４６の各々とそれに対応する複数の第２の刃４８の１個が相互に通過するように回転した時に、先端同士が接触するのではなく、刃間隙５５を通り相互に通過するように回転する。
【００３４】
切断される押出物２０は刃間隙５５と直角に刃間隙５５へ入るように切断アセンブリ４０（図８）へ送られる。複数の第１の刃４６及び複数の第２の刃４８は相互に通過するように回転した時に、刃間隙５５内の押出物と直角に接触し且つ押出物を切断する。しかしながら、複数の第１の刃４６及び複数の第２の刃４８は相互にオフセットしているので、先端同士で相互に接触しない。従って、複数の第１の刃４６及び複数の第２の刃４８は刃間隙５５内の押出物へ、圧迫型切断作用とは対照的な剪断型切断作用を及ぼす。
【００３５】
刃間隙５５は好適には、約０ミリメートルから約０．３８１ミリメートル（０インチから０．０１５インチ）の範囲にある。好ましい刃間隙は様々な要素に左右され、要素の一つには切断される押出物の断面形状がある。例えば、押出物が正弦コイルであるならば、好ましい刃間隙は好適には約０ミリメートルから約０．０８ミリメートル（０インチから０．００３インチ）の範囲にある。押出物の断面部分が円形でないならば、０．０８ミリメートル（０．００３インチ）よりも大きい刃間隙が好ましい。例えば、押出物が四角形又は三角形断面を有するならば、刃間隙は好適には約０ミリメートルから約０．３８１ミリメートル（０インチから０．０１５インチ）の範囲にある。押出物の断面部分に加えて、テクスチャー、水分含有量、及び切断される押出物の剛性等の要素は、好ましい刃間隙に影響を及ぼす。例えば、柔らかい押出物（一般的には高水分含有量の押出物）は切断されるためにより小さい刃間隙を必要とする。従って、より低い刃間隙範囲、例えば約０ミリメートルから約０．０３ミリメートル（０インチから０．００１インチ）の範囲が、柔らかい押出物を切断するのに好ましい。硬い押出物（一般的には低水分含有量の押出物）では、より高い刃間隙範囲、例えば約０．０５ミリメートルから約０．０８ミリメートル（０．００２インチから０．００３インチ）が好ましい。
【００３６】
より高い範囲にある刃間隙を使用するのが好ましいならば、切断アセンブリ４０へ送り込む搬送装置７０の全長を増加させることにより押出物の剛度が増加させられ得、これにより押出物には切断アセンブリに到達する前に冷却するためにより多くの時間が与えられて、その剛性が増加する。或いは、搬送装置の送り速度が減少させられて、押出物には切断アセンブリに到達する前に冷却するためにより多くの時間が与えられ、その剛性が増加する。しかしながら前述したように、搬送装置の送り速度と、搬送装置及び切断アセンブリのロール間の速度差は、切断アセンブリにより切断された押出物個片のピッチ、端形状及び全長に付随的な影響を有する。
【００３７】
複数の第１の刃４６及び複数の第２の刃４８は、当該技術分野に属する通常の知識を有する者には周知の幾つかの方法によって、第１のロール４２及び第２のロール４４に夫々装着され得る。図７は両方のロールに使用され得るこのような方法の一つを例証する第１のロール４２の斜視図である。図７は第１のロール４２に形成される同様に整形された凹部に設けられる楔６０を示す。楔６０はねじ６２により凹部内に位置決めされると共に、連続刃４６の挿入のために残される部分を除き、殆ど全ての凹部を満たす。一旦楔６０が位置決めされると、連続刃４６が挿入されると共に、ねじ６２が締結される。複数の第１の刃４６及び複数の第２の刃４８を装着する他の方法は当該技術分野に属する通常の知識を有する者には周知であり、その方法は偏倚装着を可能にする限り本発明に適用できる。
【００３８】
次に図８を参照すると、図５に示す切断アセンブリ４０を利用した製造システム６５が示されている。簡潔にするために、孔及びダイ等の押出機アセンブリの細部は図８に示されていないが、図１及び図３を参照して説明した押出機アセンブリは押出物を供給する。渦巻き状膨化押出物２０が所望されるならば、フラッパ３２を備えた管３０が使用され得る。押出物に渦巻きを形成するように、フラッパ３２はダイの孔を出た押出物に圧力を付与する。簡潔にするために、単管押出機アセンブリのみが図示されているが、図３に示すような多管アセンブリも使用できる。
【００３９】
製造システム６５は入力端７２及び出力端７４を備えた搬送装置７０を含む。入力端７２は渦巻き状膨化押出物２０が管３０から出た時に受け取るように位置決めされる。出力端７４は渦巻き状膨化押出物２０を切断アセンブリ４０へ送り込むように位置決めされる。好適には、搬送装置７０は可変速度ベルト搬送装置を備える。入力端７２及び出力端７４の一方又は両方が高さ調整可能にできる。図７に示す実施形態において、入力端７２及び出力端７４の両方が、各端７２及び７４に設けられた固定脚機構７６により高さ調整可能になっている。好適には、固定脚機構７６は圧迫固定カラー及び脚機構を備える。高さ調整のためのこのような又は他の機構は当該技術分野に属する通常の知識を有する者に周知であり、従ってここでは更に詳細に説明又は図示されない。また、図示されていないが、押出物２０を搬送装置７０から離れて切断アセンブリ４０へ送達するのを助けるために、側面ガイド及び又はデフレクタが搬送装置７０に設けられ得る。
【００４０】
搬送装置７０の全長は、押出機ダイフェイス１８及び切断アセンブリ４０の間の距離を備える。押出機ダイフェイス１８及び切断アセンブリ４０の間の距離が長くなるほど、渦巻き状膨化押出物２０はより長時間冷却しなければならず、従って切断アセンブリ４０に到達する前に押出物２０はより硬くなる。好適には、押出機ダイフェイス１８及び切断アセンブリ４０の間の距離、また同様に搬送装置７０の全長は、渦巻き状膨化押出物２０が完全に硬く（即ち完全にガラス転移段階内に）なく、又は完全に柔らかく（即ち完全にプラスチック溶融段階内に）ないように決められる。しかしながら、刃間隙５５に関して上述したように、切断アセンブリ４０及び押出機ダイフェイス１８の間の可変距離によって生じ得る押出物の可変剛性は、刃間隙５５を調整することにより適応され得る。押出物の剛性はまた、搬送装置の全長を増加させることにより、又は搬送装置の送り速度を緩慢にすることにより、増加するように操作され得る。上述したように、搬送装置送り速度の操作は押出物の形状及び全長、並びに切断アセンブリの性能に付随的な影響を有する。
【００４１】
搬送装置７０は、渦巻き状膨化押出物２０を切断アセンブリ４０へ連続的に送り込むために、モータ（図示なし）により駆動される。第１及び第２のロール４２及び４４の回転に関して上述したように、搬送装置７０は好適には、第１及び第２のロール４２及び４４の回転速度よりも遅い送り速度で、渦巻き状膨化押出物２０を送り込む。またしかしながら、搬送装置７０の送り速度は第１及び第２のロール４２及び４４の回転速度よりも速くでき、前述したように、個々の押出物切片の全長、個々の押出物切片の端形状、及び切断アセンブリの性能に付随的な影響を有する。
【００４２】
また、搬送装置７０の送り速度は押出物が切断アセンブリへ送達された時に、押出物の向きに影響を及ぼす。従って、図８に示す製造システムによれば、渦巻き状膨化押出物２０を切断アセンブリ４０へ送達するのを助けるために、シュート７８が搬送装置７０の出力端７４及び切断アセンブリ４０の間に設けられる。斜面及びガイド等の他の機器がシュート７８に代えて使用されてもよい。切断アセンブリ４０はまた、渦巻き状膨化押出物の送達を助ける機構を有することもできる。例えば、一実施形態によれば、切断アセンブリ４０は渦巻き状膨化押出物２０を受け入れるように傾け、上昇させ又は下降させる等により切断アセンブリを調整するように作動可能なレバー機構（図示なし）を備える。或いは、シュート又はレバー機構のいずれもが使用されず、渦巻き状膨化押出物２０は単独で切断アセンブリ４０へ送り込まれる。押出物が単独で切断アセンブリに送り込まれるならば、搬送装置の出力端７４が切断アセンブリよりも高くなるように、搬送装置７０及び切断アセンブリの夫々の高さを調整して、重力の引張力の下で押出物を切断アセンブリへ落下させることが好ましい。或いは、押出物が搬送装置を出た時に、切断アセンブリの刃が押出物を切断アセンブリへ直接的に引き寄せるように、切断アセンブリ及び搬送装置間の距離は最小限にされ得る。
【００４３】
更に図８を参照すると、搬送装置７０及び切断アセンブリ４０の間を物理的に接続するために、結合アセンブリ８０が好適には搬送装置７０及び切断アセンブリ４０に取り付けられることにより、製造システム６５の安全性及び安定性が改善する。しかしながら、製造システムは結合アセンブリがなくても作動可能である。結合アセンブリが使用されるならば、結合アセンブリは当該技術分野に属する通常の知識を有する者に周知の幾つかの形態をなし得ると共に、切断アセンブリ及び搬送装置の間において、結合アセンブリがそれらの間における物理的な接続を形成するいかなる位置にも設けられ得る。一例によれば、結合アセンブリ８０は、垂直方向に調整可能なタイロッドと、水平方向に調整可能なピン／クランプアセンブリを備える。一旦切断アセンブリ４０及び搬送装置７０がその所望する高さ且つ所望する相互離間距離となるように位置決めされると、ピン／クランプアセンブリのピンが切断アセンブリ４０の枠５０上の合わせ穴と整列されると共に、タイロッド及びピン／クランプアセンブリが締結される。簡潔にするために、結合アセンブリ８０の細部は図８には図示されていないが、当該技術分野に属する通常の知識を有する者であれば先の説明を理解し得ると共に、本発明に使用するために他の形態の結合アセンブリも利用し得る。
【００４４】
渦巻き状膨化押出物２０が切断アセンブリ４０へ送達される時には、第１及び複数の第２の刃４６及び４８は押出物２０に引張り作用を働かせ、これは押出物２０を刃間隙５５へ引き込むのに寄与する。この引張り作用は個々の切片へ積極的な変位作用を与えると共に、押出物コイル２０からの個片の完全な分離に寄与する。切断アセンブリ４０の第１及び第２のロール４２及び４４が回転する時には、各ロールの第１及び複数の第２の刃４６及び４８は合わせて偏倚位置へ導かれる。刃間隙５５内において渦巻き状膨化押出物に接触した際に、刃は押出物を所望長さの押出物個片に切断する。一旦切断されると、個々の渦巻き状押出物片８２は切断アセンブリ４０から小片搬送装置８４へ落下する。小片搬送装置８４から、渦巻き状押出物片８２は別の加工へ送られる。そのような加工の例には押出物個片８２の調味、焼成、油揚、及び包装が含まれるが、それらに限定されるものではない。
【００４５】
複数の第１の刃４６は複数の第２の刃４８に対して偏倚しているので、第１の刃４６は第２刃４８と先端同士で接触しない。従って、渦巻き状膨化押出物２０は刃の先端間の圧迫作用によって切断されるのではなく、押出物２０が刃間隙５５を通過した時の剪断作用によって切断される。上記に図示及び説明したような切断アセンブリ４０の実施形態によって切断された押出物個片８２は平滑な両端を有すると共に、刃間隔距離５２、ロールの回転速度及び搬送装置の送り速度により表される長さを備える。切断アセンブリ４０により切断され得る押出物個片８２の例は図９に図示されている。
【００４６】
図９に示すように、押出物２０から切断された押出物個片８２は平滑な両端を有する。押出物個片８２は図９に示すものよりも多くの又は少ないコイルを伴うように切断され得る。また、切断アセンブリ４０は単一の押出物のみを伴い本明細書に図示及び説明されているが、切断アセンブリ４０は複数列の押出物を切断してもよい。複数列の押出物を切断する連続刃４６及び４８が好ましいが、他の種類の刃が使用されてもよい。
【００４７】
例えば、図１０は切断アセンブリ４０の刃の別の実施形態を示す。本実施形態によれば、複数の非連続刃９０が列をなして第１のロール４２及び第２のロール４４の夫々の全長に沿って取り外し可能に装着される。また、本明細書で使用される「複数」という用語は、１個又はそれ以上の刃を意味する。第１のロール４２上の各列に装着される非連続刃９０の数は第２のロール４４上の各列に装着される非連続刃９０の数と同じである。非連続刃９０は、等しい刃間隔距離、各ロール上における刃列の対応数、刃が取り付けられるホイールに対する刃の直角配向、及び刃の偏倚装着を含む、連続刃４６及び４８と同じ特徴の幾つかにより特徴付けられる。
【００４８】
とりわけ、第１のロール４２上における非連続刃９０の列数及び第２のロール４４上における非連続刃９０の列数には一対一の対応がある。更に、第１及び第２のロール４２及び４４上における非連続刃９０の各列は好適には、押出物切片の所望長さよりも僅かに大きい刃間隔距離５２だけ、非連続刃９０の隣接列から離間させられる。しかしながら連続刃４６及び４８と同様に、刃間隔距離５２はコンベア送り速度及びロール回転速度に応答すると共に、押出物切片の全長を制御するように調整され得る。
【００４９】
非連続刃９０の各々は、各非連続刃が取り付けられるロールと直角に設けられる。非連続刃９０の偏倚装着はまた本実施形態では、ロール４２及び４４が相互に通過するように回転する時に、ロール４２上の刃先端がロール４４上の刃先端と接触しないように維持される。従って、第１のロール上の各刃及び対応する第２のロール上の刃の間の刃間隙５５が維持される。切断される押出物は、刃間隙５５に対して直角な向きで切断アセンブリへ送り込まれることにより、刃９０が押出物を切断する時には、刃９０は刃間隙内において押出物と直角に接触する。
【００５０】
非連続刃９０は、第１のロール上の各刃及び対応する第２のロール上の刃の間の偏倚装着が維持される限り、当該技術分野に属する通常の知識を有する者に周知である幾つかの方法の中のある方法によって、第１のロール４２及び第２のロール４４に夫々装着され得る。例えば、図７を参照して説明した楔−ねじ装着方法は、図１０に示す非連続刃９０へ使用するために適用できる。楔−ねじ装着方法が使用されるならば、個々の凹部、ねじ及び楔が各非連続刃９０に供給される。
【００５１】
非連続刃９０は偏倚位置に装着されるので、非連続刃９０は刃間隙５５内の押出物へ、圧迫型の切断作用とは対照的な剪断型の切断作用を働かせる。図５に示す実施形態と同様に、刃間隙５５は好適には約０ミリメートルから０．３８１ミリメートル（０インチから０．０１５インチ）であり、より好適には約０ミリメートルから約０．０７６ミリメートル（０インチから０．００３インチ）であるが、切断される押出物の形状、テクスチャー、水分含有量、及び剛性に応じて、約０．０７６ミリメートル（０．００３インチ）又は０．３８１ミリメートル（０．０１５インチ）より大きくてもよい。柔らかい押出物を切断する時、又は硬い押出物を切断する時の好ましい刃間隙範囲はまた、図５に示す実施形態と同様である。非連続刃９０を備えた切断アセンブリの性能、並びに押出物個片の端形状及び全長はまた、搬送装置の作動速度、ロール回転速度、及びそれらの間におけるより速い又はより遅い速度差によって影響を受ける。従って、搬送装置及びロール回転の速度範囲、並びに速度差については図５に示す実施形態を参照して説明したとおりである。従って、広範囲の作動速度が非連続刃９０を備えた切断アセンブリ４０に適用され得る一方で、図９に示すような平滑な両端を備えた所望長さの押出物個片８２が製造される。
【００５２】
次に図１１を参照すると、本発明の代替実施形態に係る切断アセンブリを示す。本実施形態によれば、切断アセンブリ１００は、第２の軸１０８に回転可能に装着される第２のホイール１０６に隣接して、第１の軸１０４に回転可能に装着される第１のホイール１０２を備える。図５には平坦構造として図示されているが、枠１１１は第１及び第２の軸１０４及び１０８等の部品の回転可能な装着に適するような、当該技術分野において周知である多くの構造の中のいかなるものを備えることができる。第１のホイール１０２及び第２のホイール１０６は水平面上に装着される。第１のホイール１０２及び第２のホイール１０４は各々、その末端面が内方に湾曲している。従って、相互に隣接するように装着された時には、幾何的なサドル１０９が形成される。
【００５３】
回転機構は第１のホイール１０２及び第２のホイール１０６を反対方向へ且つ同じ速度で回転させる。図５に示す切断アセンブリ４０の実施形態と同様に、モータは好適には第
１のホイール１０２の回転を駆動すると共に、ギアアセンブリ４３は回転を第２のホイール１０６へ伝達する。別の実施形態によれば、第２のホイールにモータが取り付けられると共に、第１のホイールを回転駆動する。第１のホイール１０２及び第２のホイール１０６を反対方向へ回転させる他の回転機構は、当該技術分野に属する通常の知識を有する者には周知である。
【００５４】
複数の第１のホイール刃は１１０及び複数の第２のホイール刃１１２は第１及び第２のホイール１０２及び１０６夫々の末端上において、同じ刃間隔距離だけ離れて取り外し可能に装着される。ここで使用される「複数」という用語は１個又はそれよりも多くのホイール刃を意味する。第１及び複数の第２のホイール刃１１０及び１１２は、第１のホイール刃１１０の各１個及び第２のホイール刃１１２の各１個の間の等しい刃間隔距離、第１のホイール刃１１０及び第２のホイール刃１１２の一対一の数の対応、刃が装着されるホイール及び切断される押出物に対する刃の直角配向、第１及び複数の第２のホイール刃１１０及び１１２の偏倚装着を含む、図５に示す連続刃４６及び４８と同じ特徴の幾つかにより特徴付けられる。
【００５５】
切断アセンブリ１００の第１及び第２のホイール刃１１０及び１１２は、第１のホイール上の各刃及び対応する第２のホイール上の刃の間の偏倚装着が維持される限り、当該技術分野に属する通常の知識を有する者に周知の幾つかの方法の中の一つによって、第１のホイール１０２及び第２のホイール１０６夫々に直角に装着され得る。複数の第２のホイール刃１１２の各１個の複数の第１のホイール刃１１０の対応する１個に対する偏倚装着が切断アセンブリ１００内で維持されるので、第２のホイール刃１１２及び第１のホイール刃１１０が夫々のホイール上において相互に通過するように回転する時に刃、第２のホイール刃１１２の先端は第１のホイール刃１１０の先端と接触しない。従って、複数の第１のホイール刃１１０の各１個と対応する複数の第２のホイール刃１１２の１個の間の刃間隙５５も維持される。図５に示す切断アセンブリ４０を参照して説明した刃間隙と同様な刃間隙は、図１１に示す切断アセンブリ１００の実施形態でも作用可能である。また図５を参照して説明したように、切断アセンブリ１００の刃間隙５５の好ましい範囲は、切断される押出物の形状、テクスチャー、水分含有量、及び剛性に影響される。
【００５６】
ホイール１０２及び１０６の直径、ホイールに装着される刃の数、及び刃間隔距離５２は、「切断アセンブリ構成」とも呼ばれる「切断アセンブリの構成」を構成する。切断アセンブリ構成は、ホイールの回転速度、及び搬送装置が押出物を切断アセンブリへ供給する送り速度等、切断アセンブリの他の作動条件を決定する際の係数である。
【００５７】
好適には、第１及び第２のホイール１０２及び１０６の回転速度は、搬送装置（図示なし）が切断される押出物を切断アセンブリ１００へ供給する送り速度よりも速い。第１及び第２のホイール１０２及び１０６の好ましい回転速度並びにコンベアの好ましい速度は、切断アセンブリのホイールの直径、ホイール上における刃の数、刃間隔距離、ホイールを回転させる駆動機構、搬送装置の種類及び寸法、押出機を通るように押し込まれるミールの量、及び製造される押出物の形状等、多くの機械条件及び作動条件により影響される。切断アセンブリ１００により切断される押出物個片の所望長さはまた、搬送装置及びホイールの好ましい速度に影響を与える。
【００５８】
好適には、ホイール１０２及び１０６の回転速度は搬送装置の送り速度よりも少なくとも１．１倍速く、より好適には搬送装置の送り速度よりも１．１倍から２０倍速い範囲にある。切断アセンブリ１００は、ホイールの回転速度が送り速度よりも少なくとも１．１倍速い時には、「より速い速度差」で作動する。所定の切断アセンブリ構成の切断アセンブリ１００をより速い速度差で作動させると、同じ構成の切断アセンブリが送り速度の約１．１倍未満の回転速度で作動させられた時よりも短い押出物個片が切断される。
【００５９】
切断アセンブリ１００の構成を変更することなくより長い押出物片を切断するためには、第１及び第２のホイール１０２及び１０６は、搬送装置の送り速度と等しい又はより遅い速度で回転するように作動させられる。従って、別の実施形態によれば、切断アセンブリ１００は「より遅い速度差」で作動させられ、この場合第１及び第２のホイール１０２及び１０６の回転速度は搬送装置の送り速度の約１．１倍未満である。より遅い速度差で作動する時には、同じ切断アセンブリ構成を有する切断アセンブリを伴い作動する搬送装置の送り速度よりホイールの回転速度が約１．１倍よりも大きい場合よりも押出物切片は長くなる。
【００６０】
しかしながら、押出物切片の全長を制御する別の方法によれば、切断アセンブリ１００の構成、とりわけ刃間隔距離５２が、図５に示す切断アセンブリ４０の実施形態を参照して説明したように調整される。複数の第１のホイール刃１１０の各１個は好適には、押出物切片の所望長さよりも僅かに大きい刃間隔距離５２だけ、隣接する第１のホイール刃から離間させられる。複数の第２のホイール刃１１２の各１個間における刃間隔距離５２は、第１のホイール刃１１０の各々の間の刃間隔距離５２と等しい。ホイールに装着される刃の数並びに刃間隔距離の長さは、ホイールの直径（又は半径の二倍）の関数である。最大及び最小刃間隔距離５２はホイールの直径及び押出物切片の所望長さの関数である。
【００６１】
図５に示す連続刃４６及び４８と同様に、第１及び複数の第２のホイール刃８２及び８４における各刃の刃間隔距離５２は、押出物個切片の全長への影響を有すると共に、所定の搬送装置送り速度及びホイール回転速度を伴い使用するために、また押出物切片の全長を制御するために、幅広い範囲内で調整され得る。
【００６２】
また図５に示す実施形態と同様に、図１１に示す実施形態において、ホイールの回転速度及び搬送装置の送り速度は、ホイールの直径、ホイール上における刃の数、刃間隔距離等の変数に起因する特定値とは対照的に比率としてより深く理解される。これらの変数は幅広い調整に適応し得、従って特定の値は本開示を不当に限定する。
【００６３】
しかしながら一例として、第１及び第２のホイール１０２及び１０６の回転速度は約５０ＲＰＭ（毎分回転数）から約１０００ＲＰＭであり、搬送装置の送り速度は約６．１毎分メートル（２０ＦＰＭ）から約２２９毎分メートル（７５０ＦＰＭ）である。図５に示す実施形態と同様に、約５０ＲＰＭから約１０００ＲＰＭ、及び約６．１毎分メートル（２０ＦＰＭ）から約２２９毎分メートル（７５０ＦＰＭ）の好ましい範囲はまた、切断アセンブリにより切断されるために押出物を供給する搬送装置の速度、切断アセンブリのホイール直径、ホイール上の刃の数、刃間隔距離、ホイールを回転させる駆動機構、搬送装置の種類及び寸法、押出機を通り押し出されるミールの量、及び製造される押出物の形状等の機械条件及び作動条件の関数である。例えば、製造される押出物の形状が渦巻き状膨化押出物であるならば、速い搬送装置速度、例えば約２１毎分メートル（７０ＦＰＭ）又はそれよりも速い速度は押出物を引っ張り出して、切断アセンブリへ送り込まれる押出物のコイルピッチをより長くする。従って、押出物は所定長さにおいてより少ないコイルを有すると共に、毛虫状構造と類似する。対照的に、より遅い搬送装置速度、例えば約２１毎分メートル（５０ＦＰＭ）又はそれよりも遅い速度ではコイルのピッチがより短くなり、これにより所定長さにおいてより多くのコイルが作られる。
【００６４】
従って、長い押出物片を切断したいのであろうと、或いは短い押出物片を切断したいのであろうと、コンベア及び切断アセンブリの間の速度差への適切な調整がなされ得ることが判る。同様に、搬送装置速度の適切な調整は、長い又は短いピッチを備えた押出物を製造するために為され得る。従って、第１及び第２のホイール１０２及び１０６の回転のために及び搬送装置のために広範囲の作動速度が使用され得、渦巻き状膨化押出物のピッチ
及び端形状、並びに押出物個切片の全長への付随的な影響を有する。同様に、第１及び第２のホイール並びに搬送装置の作動速度は、渦巻き状パフ以外の押出物の端形状及び全長への付随的な影響を有し得る。
【００６５】
図１１に示す切断アセンブリ１００の実施形態を利用した製造システムにおいて、搬送装置は切断される押出物を切断アセンブリ１００へ、図８に示す製造システムについて説明したのと同様な方法で、連続送り込みとして供給する。押出物は搬送装置から幾何的サドル１０９を通り、刃間隙５５において第１及び複数の第２のホイール刃１１０及び１１２と接触するまで案内される。押出物は刃間隙５５と直角に切断アセンブリへ送り込まれ、その結果刃１１０及び１１２は押出物を切断する時に押出物と直角になる。第１及び第２のホイール刃１１０及び１１２は刃間隙５５内で押出物を押出物個片へ剪断型作用によって切断する。図９に示す押出物個片８２は切断アセンブリ１００により切断され得る押出物個片の例である。
【００６６】
図１１に示す切断アセンブリの実施形態は、水平面内に装着される第１及び第２のホイール１０２及び１０６を示す。しかしながら、２個より多いホイールが水平面に装着され得ることは明白である。例えば、第３及び第４、第５及び第６ホイール等が個々の軸に装着され得、各対はそれ自体の幾何的サドル１０９を形成すると共に、送り込まれた押出物を切断する。更に、ホイールはまた垂直面内に装着され得、この場合も複数のホイールが使用され得る。
【００６７】
例えば、図１２は本発明の代替実施形態に係る切断アセンブリ１２０を示し、図１１に示すものと同様な刃付きホイールが垂直面内に装着される。切断アセンブリ１２０は、下側軸１２８に回転可能に装着される隣接ホイール下側列１２６に対して垂直面内に上側軸１２４に回転可能に装着されるホイール上側列１２２を備える。上側及び下側軸１２４及び１２８は枠１３０により支持される。上側及び下側ホイール列１２２及び１２６はその末端面において内方に湾曲する。従って、垂直面内に相互に隣接するように装着された時には、案内サドル１３２がその間に形成される。
【００６８】
図１２に示す切断アセンブリ１２０は、ホイールの反対回転方向、搬送装置速度範囲、回転速度、速度差、刃間隔距離、刃間隙、及び刃の偏倚装着方法等、図１１に示す切断アセンブリ１００と同様な特徴の多くにより特徴付けられる。一般的に、図１２に示す切断アセンブリ１２０は図１１に示す切断アセンブリ１００を備え、主な相違点は複数のホイールが水平面とは対照的な垂直面内に列をなして装着される。
【００６９】
とりわけ、上側ホイール列１２２は下側ホイール列１２６と反対方向に回転する。上側及び下側ホイール列１２２及び１２６の回転は、図１１に示す切断アセンブリ１００の実施形態を参照して説明したように駆動され得る。更に、上側ホイール列１２２及び下側ホイール列１２６は同じ速度で回転する。上側及び下側ホイール列１２６の好ましい回転速度は、図１１に示す切断アセンブリ１００を参照して説明したようである。従って、上側及び下側ホイール１２２及び１２６は好適には、搬送装置（図示なし）が切断される押出物を切断アセンブリ１２０へ供給する速度よりも速い速度で回転する。
【００７０】
しかしながら、図１１に示す切断アセンブリ１００の場合と同様に、上側及び下側ホイール列１２２及び１２６の好ましい回転速度及び搬送装置の好ましい速度は、搬送装置の種類及び寸法、ホイールの回転駆動機構、切断アセンブリ１２０により切断される押出物個片の所望長さ等の変数により影響を受ける。更に、回転速度は切断される押出物を供給する搬送装置の送り速度と等しく又はより遅くてもよく、切断アセンブリ１２０の性能へ、また渦巻き状膨化押出物及び渦巻き状パフ以外の押出物の両方に対する押出物切片端形状へ、先に説明した付随的な影響を与える。
【００７１】
更に図１２に示す切断アセンブリ１２０を参照すると、刃１３４は上側及び下側ホイール列１２２及び１２６の各ホイール上に、図５及び図１１に示す切断アセンブリ４０及び１００を参照して説明したようなオフセット位置で装着される。また図５及び図１１を参照して説明したように、刃１３４は押出物を切断する時に押出物と直角になるように装着される。とりわけ、切断アセンブリ１２０は切断アセンブリ１００を備え、主な相違点は複数のホイールが水平面と対照的な垂直面に列をなして装着される点である。従って、刃１３４は夫々のホイールと直角に、且つ相互にオフセットするように装着され、その結果、刃１３４が相互に通過するように回転した時に、上側ホイール列１２２上の各刃と対応する下側ホイール列１２６上の刃の間に刃間隙５５が存在する。
【００７２】
図１１の切断アセンブリ１００を参照して説明したように、上側及び下側ホイール列１２２及び１２６の各ホイール上に装着される各刃１３４は、その隣接する刃から調整可能な刃間隔距離５２で装着される。刃１３４を第１及び第２のホイールへ装着する方法は切断アセンブリ１００の場合と同様であり、従ってここでは繰り返し説明しない。前述のように、刃間隔距離を調整することにより、押出物個切片の全長を制御する方法が提供される。
【００７３】
切断アセンブリ１２０は有している案内サドル１３２と同じ数だけ多くの押出物列を切断することが可能である。従って、図１２に示す切断アセンブリ１２０の実施形態を利用する製造システムでは、搬送装置は図８に示す製造システムについて説明したのと同じ方法で、連続送り込みとして切断アセンブリ１２０へ１以上の押出物列を供給する。押出物列は搬送装置から案内サドル１３２を通り、刃間隙５５において刃１３４と接触するように案内される。刃１３４は押出物を図９に例示するような押出物個片８２に切断するために、押出物へ剪断型切断作用を働かせる。
【００７４】
次に図１３を参照すると、別の切断アセンブリの実施形態を示す。本実施形態によれば、切断アセンブリ４９９はフライト５０５を伴う回転可能なフライトホイール５００を備え、フライト５０５は均一な間隔５１０だけ離間させられている。切断アセンブリ４９９は更に回転可能な平滑ホイール５５０を備える。平滑ホイール５５０はいかなる刃も有しておらず、またフライトホイール５００と反対方向へ、しかしフライトホイールと同じ速度で回転する。フライトホイール５００の回転はモータ（図示なし）により駆動される。フライトホイール５００に設けられた歯車は回転を平滑ホイール５５０へ伝達する。平滑ホイール５０はその回転を手伝うためにばね荷重が加えられてもよい。
【００７５】
図１３に示す切断アセンブリ４９９を利用する製造システムでは、押出物５７０は形成管３０を出て入力搬送装置５６０へ至る。入力搬送装置５６０は押出物５７０を連続供給としてフライトホイール５００へ供給し、フライトホイール５００は入力搬送装置５６０の速度と等しい速度で駆動される。押出物５７０はフライトホイール５００が回転する時にフライトホイール５００を超えて搬送される。押出物が搬送される時には、押出物は所定数のコイルを各フライト５０５間の均一な距離５１０へ落とす。
【００７６】
フライトホイール５００が回転し続けた時に、各フライト５０５の周縁５８０は平滑ホイール５５０と接触させられる。フライト周縁５８０及び平滑ホイール５５０間の各接触は押出物を切断し、各刃フライト５０５間の均一な距離５１０へ落とされた所定数のコイルを有する押出物個片５９０が生じる。重力が押出物個片をフライトホイール５００から離れるように押しやる点まで、押出物個片５９０はフライトホイール５００上で回転し続けると共に、押出物個片は出力搬送装置６００へ落下する。出力搬送装置６００から押出物片５９０は更なる加工のために送られ得る。この加工の例には、押出物個片５９０の調味、焼成、油揚、及び包装が含まれるが、それらに限定されるものではない。
【００７７】
本明細書では図面で示されていない別の実施形態によれば、フライトホイール５００はフライト搬送装置に置き換えられる。フライト搬送装置が使用されるならば、平滑ホイール５５０はフライト搬送装置の上方に位置決めされると共に、フライト搬送装置の直線移動方向と反対方向に回転する。押出物は搬送装置のフライト端縁及び平滑ホイールの間の接触点で切断される。フライトホイールを備えた実施形態が使用されるのであれ、フライト搬送装置を備えた実施形態が使用されるのであれ、回転速度、送り込み速度、及びフライト間距離は、押出物の形状及び切断された押出物個片の全長に影響を及ぼすように調整され得る。
【００７８】
本発明は渦巻き状膨化押出物に関して開示されているが、当然のことながら、本発明は円柱状押出物、星、さぼてん、唐辛子形状等の特有に整形された押出物、或いは正弦、四角形、三角形、又は他の非円形断面部分等、押出物の他のいかなる形状にも適用され得る。
【００７９】
更に当然のことながら、いかなる長さを有し且つ幅広い回転速度で作動する二軸及び単軸押出機を含む種々の種類の押出機が本発明に使用され得る。
更に、本工程はコーンベースの製品に関して説明されているが、当然のことながら、本発明は主に小麦、米、又は他の一般的な蛋白質源又はそれらの混合物を含むいかなる膨化押出物にも使用され得る。実際のところ、本発明はダイ孔を通り押し出された後にガラス転移段階を迅速に経る材料の押し出しを含むいかなる分野においても用途を有し得る。
【００８０】
本発明は特に好適な実施形態を参照して図示及び説明されているが、当該技術分野に属する通常の知識を有する者であれば当然のことながら、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形状及び細部において種々の変更がなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来技術の膨化押出物ダイを示す概略断面図。
【図２】渦巻き状膨化押出物製品の長さを示す斜視図。
【図３】渦巻き状膨化押出物を形成する多管アセンブリに適用される膨化押出物面切断機を示す側面斜視図。
【図４】図３に示す膨化押出物面切断機を使用して切断された渦巻き状膨化押出物片を示す斜視図。
【図５】連続刃がロールに装着された、本発明に係る切断アセンブリの好適な実施形態を示す側面斜視図。
【図６】図５に示す切断アセンブリの部分平面図。
【図７】図５に示す切断アセンブリの第１のロールを示す斜視図。
【図８】図５に示す切断アセンブリを利用した渦巻き状膨化押出物の製造システムを示す側面斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係り切断された渦巻き状膨化押出物片を示す斜視図。
【図１０】図５に示す切断アセンブリの刃の別の実施形態を示す側面斜視図。
【図１１】ホイールが水平面内に装着された、本発明に係る切断アセンブリの別の実施形態を示す側面斜視図。
【図１２】ホイールが垂直面内に装着された、本発明に係る切断アセンブリの別の実施形態を示す側面斜視図。
【図１３】切断用に刃付きホイール及び平滑ホイールを有する切断アセンブリの実施形態を示す概略図。
【図１】
2007521796.tif 000003
【図２】
2007521796.tif 000004
【図３】
2007521796.tif 000005
【図４】
2007521796.tif 000006
【図５】
2007521796.tif 000007
【図６】
2007521796.tif 000008
【図７】
2007521796.tif 000009
【図８】
2007521796.tif 000010
【図９】
2007521796.tif 000011
【図１０】
2007521796.tif 000012
【図１１】
2007521796.tif 000013
【図１２】
2007521796.tif 000014
【図１３】
2007521796.tif 000015
【国際調査報告】
2007521796.tif 000016
2007521796.tif 000017
2007521796.tif 000018