(57)【要約】  製品を格子状のスライスまたはチップにスライスするための装置および方法が提供される。該装置および方法は、その軸を有する円環形状の切断ヘッドと、切断ヘッドの軸を中心に回転可能に、切断ヘッド内に同軸に取り付けられたインペラアセンブリとを使用する。切断ヘッドは、その外周部に、切断ヘッドの径方向内方に伸長する、少なくとも１つの刃部を有する。インペラアセンブリは、基部と、基部内のキャビティと、キャビティに開口する中央開口部と、基部から径方向外方に伸長し、切断ヘッド内にてインペラアセンブリが回転するにしたがってキャビティ内から切断ヘッドの外周部に製品を運ぶための、等角度間隔に配置された奇数個の筒状ガイドとを有する。このインペラアセンブリは、生産能力を高め、かつ、インペラアセンブリおよび切断ヘッドの耐用年数を延長させ得る。
2021529101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品をスライスするためのスライス装置であって、
該スライス装置は、
その軸を有する円環形状を有し、かつ、その外周部に、径方向内方に伸長する少なくとも１つの刃部を有する、切断ヘッドと、および、
前記切断ヘッドの軸を中心として、前記切断ヘッドに対して回転方向に回転することが可能に、前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられた、インペラアセンブリと、
を備え、
前記インペラアセンブリは、基部と、該基部内のキャビティと、前記基部内の前記キャビティに開口する中央開口部と、前記基部から径方向外方に伸長し、前記切断ヘッド内で前記インペラアセンブリが回転するにしたがって、前記キャビティ内にある製品を前記切断ヘッドの外周部に運ぶ、等角度間隔に配置された奇数個の筒状ガイドとを備え、
前記インペラアセンブリが前記切断ヘッドの軸を中心に回転しつつ、前記筒状ガイドのそれぞれは、その軸を中心に回転するため、前記筒状ガイド内の製品が、それぞれの軸を中心に回転する、
スライス装置。
【請求項２】
前記筒状ガイドのそれぞれは、取付チューブに対して、該取付チューブに沿って軸方向に間隔を空けて配置された少なくとも２つの軸受と、前記軸受間に配置されたスペーサとを備える軸受アセンブリによって、支持され、
前記スペーサは、
前記取付チューブに接触し、前記軸受の内輪と係合する、内側スペーサスリーブと、
前記筒状ガイドと前記内側スペーサスリーブとの間に配置され、前記軸受の外輪と係合し、前記内側スペーサスリーブが回転しないのに対して、前記筒状ガイドとともに回転可能である、外側スペーサスリーブと、
前記内側スペーサスリーブの肩部と前記外側スペーサスリーブのフランジ部との間に形成される環状空間内に配置された、犠牲リングと、
を備え、
前記外側スペーサスリーブの前記フランジ部と前記犠牲リングとの間には、軸方向間隙が存在し、前記外側スペーサスリーブの前記内側スペーサスリーブに対する相対回転を可能にしているが、前記筒状ガイドのいずれかにおいて前記軸受のうちのいずれかに障害が発生した場合には、遠心力によって前記筒状ガイドが径方向外方に変位し、前記外側スペーサスリーブが前記犠牲リングに当接して、前記外側スペーサスリーブと前記犠牲リングとの接触により、前記筒状ガイドと前記切断ヘッドの前記刃部とが接触することが防止される、
請求項１に記載のスライス装置。
【請求項３】
前記筒状ガイドのそれぞれの通路は、前記キャビティに開口する開口部を有し、前記開口部はいずれも、前記筒状ガイドのうちの隣接する筒状ガイドの前記開口部の間を離隔する内壁のいずれかと正面から対向する、請求項１に記載のスライス装置。
【請求項４】
前記筒状ガイドの個数は５である、請求項１に記載のスライス装置。
【請求項５】
製品をスライスするためのスライス装置であって、
該スライス装置は、
その軸を有する円環形状を有し、かつ、その外周部に、径方向内方に伸長する少なくとも１つの刃部を有する、切断ヘッドと、および、
前記切断ヘッドの軸を中心として、前記切断ヘッドに対して回転方向に回転することが可能に、前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられた、インペラアセンブリと、
を備え、
前記インペラアセンブリは、基部と、該基部内のキャビティと、前記基部内の前記キャビティに開口する中央開口部と、前記基部から伸長し、等角度間隔に配置された複数の取付チューブと、前記取付チューブのそれぞれに取り付けられ、前記切断ヘッド内で前記インペラアセンブリが回転するにしたがって前記キャビティ内にある製品を前記切断ヘッドの外周部に運ぶための通路を有する、筒状ガイドとを備え、
前記インペラアセンブリが前記切断ヘッドの軸を中心に回転しつつ、前記筒状ガイドのそれぞれは、その軸を中心に回転するため、前記筒状ガイド内の製品が、それぞれの軸を中心に回転する、
スライス装置であって、
前記筒状ガイドのそれぞれは、前記取付チューブに沿って軸方向に間隔を空けて配置された少なくとも２つの軸受と、前記軸受間に配置されたスペーサとを備える軸受アセンブリによって、前記取付チューブのうちの対応する取付チューブの１つに支持され、
前記スペーサは、
前記取付チューブに接触し、前記軸受の内輪と係合する、内側スペーサスリーブと、
前記筒状ガイドと前記内側スペーサスリーブとの間に配置され、前記軸受の外輪と係合し、前記内側スペーサスリーブが回転しないのに対して、前記筒状ガイドとともに回転可能である、外側スペーサスリーブと、
前記内側スペーサスリーブの肩部と前記外側スペーサスリーブのフランジ部との間に形成される環状空間内に配置された、犠牲リングと、
を備え、
前記外側スペーサスリーブの前記フランジ部と前記犠牲リングとの間には、軸方向間隙が存在し、前記外側スペーサスリーブの前記内側スペーサスリーブに対する相対回転を可能にしているが、前記筒状ガイドのいずれかにおいて前記軸受のうちのいずれかに障害が発生した場合には、遠心力によって前記筒状ガイドが径方向外方に変位し、前記外側スペーサスリーブが前記犠牲リングに当接して、前記外側スペーサスリーブと前記犠牲リングとの接触により、前記筒状ガイドと前記切断ヘッドの前記刃部とが接触することが防止される、
スライス装置。
【請求項６】
前記内側スペーサスリーブの長さと前記外側スペーサスリーブの長さは同一である、請求項５に記載のスライス装置。
【請求項７】
前記取付チューブの数は奇数である、請求項５に記載のスライス装置。
【請求項８】
前記通路のそれぞれは、前記キャビティに開口する開口部を有し、前記開口部はいずれも、前記筒状ガイドのうちの隣接する筒状ガイドの前記開口部の間を離隔する内壁のいずれかと正面から対向する、請求項７に記載のスライス装置。
【請求項９】
請求項１に記載の格子状のスライスまたはチップを生産するためのスライス装置を使用する方法であって、該方法は、
前記インペラアセンブリを回転させ、
前記インペラアセンブリに製品を供給し、および、
前記インペラアセンブリおよび前記筒状ガイドを回転させることによって、前記製品を前記切断ヘッドの外周部に運搬する、
ことを備える、スライス装置を使用する方法。
【請求項１０】
前記製品は食品である、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年１０月３日に出願された米国特許仮出願第６２／７４０，６５３号の優先権の利益を主張する。その内容は、本明細書に参照として組み込まれる
【技術分野】
【０００２】
本発明は、食品を含むさまざまな製品の切断方法および切断装置に関する。より具体的には、本発明は、切断ヘッドと、該切断ヘッド内で回転するインペラアセンブリとを備える装置に関する。該インペラアセンブリは、製品を格子状のスライスまたはチップにスライスするために、切断ヘッド内に配置された刃部に向けて製品を移動させる。
【背景技術】
【０００３】
野菜、果実、乳製品、肉製品などの食品をスライスし、細断し、粉砕するためのさまざまな装置が知られている。このような目的に広く使用されている装置は、アーシェル  ラボラトリーズ，インク．から、「モデルＣＣ（Ｍｏｄｅｌ  ＣＣ（登録商標））」および「モデルＣＣＬ（Ｍｏｄｅｌ  ＣＣＬ）」のブランド名で市販されている。モデルＣＣおよびモデルＣＣＬは、遠心タイプのスライサを備え、さまざまな食品のスライスを高い生産能力で行うことができる。モデルＣＣシリーズの装置は、均一なスライス、皮むき、細断、および粉砕を行うのに適している一方で、モデルＣＣＬシリーズの装置は、ワッフル状または格子状（以下、「格子状」という）のスライスまたはチップを生産することに適しており、その非限定的な例を図１に示す。
【０００４】
図１は、上から下への順に、非限定的な例としての格子状のポテトチップおよびポテトワッフルフライを生産する際に使用される、細目、中目、粗目の格子を示す。図１から明らかなように、スライスの両側の面は、沿層方向から見て、丸いピークと谷を備える波形あるいは正弦波を有する周期的なパターンを備えるが、より鋭角なピークと谷からなるパターンとすることもできる。所望の周期的パターンを形成する刃先を備える１つ以上の刃部を使用し、２つの異なる交差角度（典型的には９０度）で製品を連続的に交差カットすることによって、製品を格子切りすることができる。この刃部を沿層方向から見た場合に、刃部の刃先がピークと谷を有するように配されることから、以下の説明において、この刃部を「波形刃部」と記述するが、特定の形状あるいはパターンや周期などを備えるピークと谷を有する刃先には限定されない。
【０００５】
モデルＣＣＬの最初の製品は、米国特許第３，１３９，１２７号公報および米国特許第３，１３９，１３０号公報において明示されており、これらのすべての内容は、本明細書に参照として組み込まれる。図２は、モデルＣＣＬの装置１０を示し、図３〜図５は、米国特許第３，１３９，１２７号公報および米国特許第３，１３９，１３０号公報に記載の発明が適用されたモデルＣＣＬの装置１０を示す。図２〜図５に示された装置１０は、電源装置１４を支持するフレーム１２と、静止カッターアセンブリ（切断ヘッド）１６と、製品を切断ヘッド１６へ供給するよう切断ヘッド１６内に回転可能に配置されたキャリッジまたはコンベヤ（インペラ）アセンブリ１８とを備える。切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ１８は同軸であり、切断ヘッド１６内でインペラアセンブリ１８が共通軸を中心に回転している間は、切断ヘッドは静止している。切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ１８は、ハウジング２０内に収容され、製品は、送りホッパ２２を介して、切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ１８に運ばれる。
【０００６】
図４は、図３に示した装置１０の斜視図である。送りホッパ２２を引っ込めて、ハウジング２０および切断ヘッド１６を取り除くことにより、インペラアセンブリ１８を露出させている。インペラアセンブリ１８は、製品を切断ヘッド１６に運ぶ４つの筒状ガイド２４を有する。図３および図４に示したように、それぞれの筒状ガイド２４は、インペラアセンブリ１８の下方に位置する静止リング２７に係合する歯付フランジ２５を有する。インペラアセンブリ１８がその縦軸を中心に回転すると、筒状ガイド２４がそれぞれの長手軸を中心に同時に回転する。図５は、図３に示した切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ１８の一部を取り除いて示した平面図であり、切断ヘッド１６の外周部に位置する４つの刃部ステーションのうち２つを示す。それぞれの刃部ステーションは、ナイフホルダ３０とクランプ３２との間の切断ヘッド１６のセグメント２８に固定された、波形刃部２６を備える。刃部２６、ナイフホルダ３０、およびクランプ３２の組み合わせが、ナイフアセンブリ３４を構成する。筒状ガイド２４が長手軸を中心に同時に回転すると、製品が刃部２６に接触して、所望の格子状のスライスが生産される。たとえば、４つの筒状ガイド２４は、装置１０の４つの刃部ステーションのそれぞれの間を移動する間に製品を１／４回転させることで、交差角度が９０度で製品がカットされる。装置１０では、筒状ガイド２４および／または刃部ステーションの数をより多くあるいはより少なく変更するとともに、筒状ガイド２４の回転を同期させて、刃部ステーション間での回転を完了させることにより、所望の交差角度でのカットを可能にすることができる。
【０００７】
図３から明らかなように、切断ヘッド１６の内面は  楕円面により構成されている。したがって、刃部２６、ナイフホルダ３０、およびクランプ３２も楕円形状を有する。送りホッパ２２が製品をインペラアセンブリ１８に運ぶと、遠心力により、製品は外方に移動し、ナイフホルダ３０の内面を含む、切断ヘッド１６の楕円状内面との係合部へ運ばれる。ナイフホルダ３０の内面について、以下、ナイフホルダ３０の「位置決め面」と称する。製品は、位置決め面と係合した状態で、切断ヘッド１６内において周方向に間隔をあけて配置された刃部に定期的に接触することで、切断される。
【０００８】
図６は、図３、図４、および図５に示した装置１０に対応する切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ１８の一部を取り出して示した斜視図であり、モデルＣＣＬの動作原理をさらに示す。図示しない送りホッパに運ばれた製品は、インペラアセンブリ１８の上部に位置する中央開口部４２を介してインペラアセンブリ１８に入る。４つの筒状ガイド２４を含むインペラアセンブリ１８は、切断ヘッド１６と共通の縦軸を中心に回転する。遠心力により、筒状ガイド２４内の製品３５は、筒状ガイド２４内を径方向外方に運ばれると同時に、筒状ガイド２４がそれぞれの長手軸を中心に同時に回転する。それぞれの筒状ガイド２４の内部通路内に、長手方向のリブあるいはスプライン３８が設けられているため、インペラアセンブリ１８が縦軸を中心に回転すると、製品３５は、筒状ガイド２４内でその横軸を中心に回転する。遠心力によって製品３５が切断ヘッド１６の楕円状内面に対して強く保持した状態で、製品３５は、筒状ガイド２４によって連続する刃部ステーションの間を回転して、刃部２６に接触して、格子状にカットされて、スライス３６が形成される。前述したように、図３〜図６に示した実施形態では、筒状ガイド２４によって、製品３５が４つの刃部ステーションのそれぞれの間で約１／４回転して、図６に示したような交差角度が９０度の格子状にカットされたスライス３６が生産されるが、これに限定されることはない。
【０００９】
図７は、図３〜図６に示したインペラアセンブリ１８を概略的に示す断面図であり、図８は、図３〜図６に示した筒状ガイド２４の２倍以上の長さを有する筒状ガイド２４を備えるインペラアセンブリ１８の第２の実施形態を概略的に示す断面図である。インペラアセンブリ１８の断面図は、インペラアセンブリ１８の４つの筒状ガイド２４のうち３つの筒状ガイド２４の内部通路４０と、製品が、筒状ガイド２４の１つに運ばれる前に、たとえば図２〜図４に示したホッパ２２からインペラアセンブリ１８内のキャビティ４３に入る、インペラアセンブリ１８の中央開口部４２とが示されている。図９および図１１は、図７に示したインペラアセンブリ１８を、図１０および図１２は、図８に示したインペラアセンブリ１８をそれぞれ示す。図８、図１０、および図１２に示したインペラアセンブリ１８は、より長い筒状ガイド２４を備えるため、スライスされる製品３５と、インペラアセンブリ１８のキャビティ４３に後続して入ってくる製品とが、干渉してしまうリスクを低減させることが可能であり、よって、たとえばジャガイモなどのサイズが大きく、特に細長い製品をより容易に収容可能である。図１３は、図８、図１０、および図１２に示したインペラアセンブリ１８の斜視図である。
【００１０】
モデルＣＣＬシリーズの装置の構成および操作に関するその他の説明に関しては、米国特許第３，１３９，１２７号公報および米国特許第３，１３９，１３０号公報に明示されている。
【００１１】
上述したモデルＣＣＬシリーズの装置は、非常に良く機能するものである。しかしながら、モデルＣＣＬシリーズに対しては、製品の処理能力を維持あるいは向上させつつ、より長いおよび／またはより大きい製品を収容することを可能にすることについての継続的な要求がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３，１３９，１２７号公報
【特許文献２】米国特許第３，１３９，１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、製品を格子状のスライスまたはチップにスライスするのに好適な方法および装置を提供する。
【００１４】
本発明の一態様によれば、スライス装置は、切断ヘッドと、インペラアセンブリとを含み、前記切断ヘッドは、該切断ヘッドの軸を有する円環形状を有し、前記インペラアセンブリは、前記切断ヘッドの軸を中心として、前記切断ヘッドに対して回転方向に回転することが可能に、前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられている。前記切断ヘッドは、該切断ヘッドの外周部に、該切断ヘッドの径方向内側に伸長する少なくとも１つの刃部を有する。前記インペラアセンブリは、基部と、該基部内のキャビティと、前記基部内の前記キャビティに開口する中央開口部と、前記基部から径方向外方に伸長し、前記切断ヘッド内で前記インペラアセンブリが回転するにしたがって、前記キャビティ内にある製品を前記切断ヘッドの外周部に運ぶ、等角度間隔に配置された奇数個の筒状ガイドとを含む。前記インペラアセンブリが前記切断ヘッドの軸を中心に回転しつつ、前記筒状ガイドのそれぞれが、その軸を中心に回転するため、前記筒状ガイド内の製品は、それぞれの軸を中心に回転する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、スライス装置は、円環形状を有する切断ヘッドと、該切断ヘッドの外周部に、該切断ヘッドの径方向内側に伸長する少なくとも１つの刃部とを含む。インペラアセンブリは、前記切断ヘッドの軸を中心として、前記切断ヘッドに対して回転方向に回転することが可能に、前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられている。前記インペラアセンブリは、基部と、該基部内のキャビティと、前記基部内の前記キャビティに開口する中央開口部と、前記基部から伸長し、等角度間隔に配置された取付チューブと、該取付チューブに対して回転可能に取り付けられ、切断ヘッド内にて前記インペラアセンブリが回転するにしたがって、前記キャビティ内にある製品を前記切断ヘッドの外周部に運ぶ、筒状ガイドとを含む。前記インペラアセンブリが前記切断ヘッドの軸を中心に回転しつつ、前記筒状ガイドのそれぞれが、その軸を中心に回転するため、前記筒状ガイド内の製品は、それぞれの軸を中心に回転する。前記筒状ガイドのそれぞれは、前記取付チューブに沿って軸方向に間隔を空けて配置された少なくとも２つの軸受と、該軸受間に配置されたスペーサとを備える軸受アセンブリによって、前記取り付けチューブのうちの対応する１つに支持される。前記スペーサは、前記取付チューブに接触し、前記軸受の内輪と係合する内側スペーサスリーブと、前記筒状ガイドと前記内側スペーサスリーブとの間に配置され、前記軸受の外輪と係合し、前記内側スペーサスリーブが回転しないのに対して、前記筒状ガイドとともに回転可能である外側スペーサスリーブと、前記内側スペーサスリーブの肩部と前記外側スペーサスリーブのフランジ部との間に形成される環状空間内に配置された犠牲リングとを含む。前記外側スペーサスリーブの前記フランジ部と前記犠牲リングとの間には、軸方向間隙が存在し、前記外側スペーサスリーブの前記内側スペーサスリーブに対する相対回転を可能にしている。前記筒状ガイドのいずれかにおいて前記軸受のうちのいずれかに障害が発生した場合には、遠心力によって該筒状ガイドが径方向外方に変位し、前記外側スペーサスリーブが前記犠牲リングに当接して、前記外側スペーサスリーブと前記犠牲リングとの接触により、前記筒状ガイドと前記切断ヘッドの前記刃部とが接触することが防止される。
【００１６】
本発明のその他の特徴は、上述したスライス装置を用いて製品を切断し、スライスされた製品を生産する方法を含む。
【００１７】
上述した装置および方法により、製品の処理能力を維持あるいは向上させつつ、サイズが大きい製品、特にサイズが大きく細長い製品を収容することが可能となる。また、格子状のスライスおよびチップを生産する既存の装置と比較して、インペラアセンブリおよび切断ヘッドの耐用年数を延長させることが可能となる。
【００１８】
本発明のその他の特徴および効果は、以下の詳細な説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、アーシェル  ラボラトリーズ，インク．が製造するモデルＣＣＬなどの装置によって生産される格子状のスライスを示す模式図である。
【図２】図２は、従来の典型的なモデルＣＣＬの装置の側面図である。
【図３】図３は、モデルＣＣＬの装置の部分断面側面図である。
【図４】図４は、ハウジングおよび切断ヘッドを取り除いて、インペラアセンブリを露出させた、図３に示した装置の斜視図である。
【図５】図５は、図３に示した装置の切断ヘッドおよびインペラアセンブリの一部を取り除いた平面図である。
【図６】図６は、典型的なモデルＣＣＬの装置の切断ヘッドおよびインペラアセンブリの斜視図である。
【図７】図７は、図２〜図６に示したタイプのインペラアセンブリの断面図である。
【図８】図８は、図２〜図６に示したインペラアセンブリと同様であるが、より長い筒状ガイドを備えるインペラアセンブリの断面図である。
【図９】図９は、図２〜図６に示したタイプのインペラアセンブリの断面図である。
【図１０】図１０は、図２〜図６に示したインペラアセンブリと同様であるが、より長い筒状ガイドを備えるインペラアセンブリの断面図である。
【図１１】図１１は、図２〜図６に示したタイプのインペラアセンブリの断面図である。
【図１２】図１２は、図２〜図６に示したインペラアセンブリと同様であるが、より長い筒状ガイドを備えるインペラアセンブリの断面図である。
【図１３】図１３は、図８、図１０、および図１２に示したインペラアセンブリの斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の非限定的な実施形態によるインペラアセンブリを示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に示したインペラアセンブリの断面図である。
【図１６】図１６は、図１４に示したインペラアセンブリの断面図であり、製品がインペラアセンブリに導入される様子を示す。
【図１７】図１７は、図１４に示したインペラアセンブリの断面図であり、製品がインペラアセンブリに導入されてスライスされる様子を示す。
【図１８】図１８は、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリの筒状ガイドのうち１つの筒状ガイドを示す断面図である。
【図１９】図１９は、図１８に示した筒状ガイドの軸受に障害が発生する前の軸受アセンブリの状況を示した図である。
【図２０】図２０は、図１８に示した筒状ガイドの軸受に障害が発生した後の軸受アセンブリの状況について、図１９と比較するように示した図である。
【図２１】図２１は、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリの基部を示す斜視図である。
【図２２】図２２は、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリの代替的な基部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１４〜図１７は、高い生産能力でさまざまな製品をスライスすることができる、遠心タイプの装置（スライサ）における使用に適したインペラアセンブリ５０の非限定的な実施形態を示す。図１８〜図２２は、装置５０のオプション部材を示す。インペラアセンブリ５０は、図２〜図１３に示したインペラアセンブリ１８と同様に構成される。モデルＣＣＬシリーズの装置と同様に、インペラアセンブリ５０は、図１に示したようなワッフル状または格子状のスライスまたはチップを生産するのに特に適している。インペラアセンブリ５０は、図２〜図１３に示したインペラアセンブリ１８に類似する特定の部材および特徴を有し、場合によっては、図２〜図１３に示したインペラアセンブリ１８に代替することもできる。したがって、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリ５０の非限定的な実施形態について、図２〜図５に示した装置１０について記載したように配置された部材を有するモデルＣＣＬの装置を参照して説明する。ただし、本発明の教示は、さまざまな装置にも適用可能である。さらに、図１４〜図２２に示したインペラアセンブリ５０およびその部品については、食品をスライスするものとして記述しているが、インペラアセンブリ５０は、食品以外の製品を切断するために使用することもできる。
【００２１】
図１４は、図１３に示した従来のインペラアセンブリ１８に類似するインペラアセンブリ５０の斜視図であり、図１５、図１６、および図１７は、従来のインペラアセンブリ１８を示す図７〜図１２に類似する、インペラアセンブリ５０の断面図である。従来のインペラアセンブリ１８と同様に、インペラアセンブリ５０は、切断ヘッド（たとえば図３、図４、および図５に示した切断ヘッド１６）内に回転可能に配置され、製品を切断ヘッド１６に供給する。切断ヘッド１６およびインペラアセンブリ５０は同軸であり、切断ヘッド１６内でインペラアセンブリ５０が共通軸を中心に回転している間は、切断ヘッド１６は静止している。図１４〜図１７に示したインペラアセンブリ５０と、図２〜図１３に示した従来のインペラアセンブリ１８との間における類似点を考慮し、以下の説明は、インペラアセンブリ５０の特定の特徴について強調してなされる。詳述されないその他の構造、機能、材料などの特徴については、本質的には図２〜図１３に示したインペラアセンブリ１８に関する説明のとおりである。
【００２２】
図１４〜図２２に示したインペラアセンブリ５０とその部材に関する以下の説明を容易にするため、インペラアセンブリ５０および切断ヘッドの同軸配置に基づき、「軸方向」、「周方向」、「径方向」などを含む、相対的な用語、および、これらの関連する形状も、図示された非限定的な実施形態を示すために使用される。さらに、「後」（およびこれに関連する表現）は、切断ヘッド内でインペラアセンブリ５０は回転する際の回転方向に続くまたは後続するインペラアセンブリ５０における位置であり、「前」（およびこれに関連する表現）は、インペラアセンブリ５０の回転とは反対方向に前方であるまたは先行するインペラアセンブリ５０における位置である。そのような相対的な用語はすべて、インペラアセンブリ５０の構造、設置、および使用を示し、本発明の範囲を定義するものである。
【００２３】
図１４の斜視図に示したインペラアセンブリ５０では、切断ヘッドの径方向外方に製品を運ぶために、等角度間隔に配置され、４つよりも多い個数の筒状ガイド５２が備えられている。図示の実施形態では、奇数（５つ）の筒状ガイド５２が、中央基部５３から伸長して取り付けられている。それぞれの筒状ガイド５２は、基部５３内の中央キャビティ６４に開口する開口部を有する通路５８を有し、隣接する筒状ガイド５２の開口部の間は、基部５３の内壁５５によって離隔している。図１５〜図１７に示したインペラアセンブリ５０の断面図から明らかなように、筒状ガイド５２の数を奇数とすることにより、筒状ガイド５２の開口部のいずれも、他の筒状ガイド５２の開口部に正面から対向せず、内壁５５のいずれも、他の内壁５５と正面から対向しない。その代わりに、それぞれの通路の開口部は、隣接する筒状ガイド５２の開口部の間を離隔する内壁５５のいずれかと正面から対向し、それぞれの内壁５５は、いずれかの筒状ガイド５２の開口部に正面から対向する。この構造の利点としては、内壁５５のいずれも他の内壁５５に正面から対向しないことから、内壁５５同士が正面から対向することに起因してこれらの間に大きな製品が詰まることが避けられ、もって製品の生産能力を向上させ得ることを挙げることができる。対照的に、図７〜図１３から明らかなように、従来のインペラアセンブリ１８の隣接する通路４０間に存在する内壁４４（図７および図８を参照）はいずれも、他の内壁４４に正面から対向している。
【００２４】
図７〜図１３に示した従来のインペラアセンブリ１８と区別される、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリ５０のその他の特徴は、インペラアセンブリ５０の基部５３の床面５７に接続する内壁５５の形状、および、基部５３内のキャビティ６４の全内径に対する床面５７の相対的な形状およびサイズにある。図７〜図１３に示した従来のインペラアセンブリ１８の内壁４４は、垂直方向に円弧状であり、図１３に示すように、内壁４４がほとんどエッジとなる程度まで周方向に狭くなり、いずれもキャビティ４３の中心に向かって径方向距離の９０％程度まで伸長しているため、キャビティ４３の床面４６（図７および図８を参照）の平坦となる部分はそのごく一部にすぎない。対照的に、図１４〜図１７に示したインペラアセンブリ５０の内壁５５は、垂直方向に円弧状であるが、周方向に幅広であり、キャビティ６４の中心に向かって径方向距離の約２５％以上には伸長していないため、キャビティ６４の床面５７のうち平坦となる部分が大部分となっている。この特徴は、基部５３のみを示した図２１から特に明らかであるが、床面５７が平坦かつ円形の周囲部を有するよう図示されることから理解される。比較として、図７〜図１３に示したインペラアセンブリ１８の内壁により近いタイプの内壁５５ａを有する代替的な基部５３を、図２２に示す。内壁５５ａは、周方向に狭くなっており、キャビティ６４の中心に向かって径方向距離の９０％程度まで伸長しているため、キャビティ６４の床面５７のごく一部のみが平坦である。図２１に示したキャビティ６４の容積は、図２２に示したキャビティ６４の容積より約１５％も大きい。これは、図２２に示したキャビティ６４の内壁５５ａが、より径方向内側に入り込んでいることに起因する。
【００２５】
図１６および図１７に示したように、インペラアセンブリ５０まで運ばれた製品５４は、たとえば図２〜図４に示したホッパ２２から、基部５３の中央開口部５６に入ってから、筒状ガイド５２の通路５８の１つに運ばれる。筒状ガイド５２を含むインペラアセンブリ５０は、切断ヘッドと共通の縦軸を中心に回転するため、製品５４は、遠心力によって通路５８内を径方向外方に通過し、切断ヘッドの周方向に間隔をあけて配置された１つ以上の刃部と一定の間隔で接触して、製品５４のスライスが生産される。それぞれの筒状ガイド２４は、図示しない静止リングに係合する歯付フランジ６０を有するため、インペラアセンブリ５０がその縦軸を中心に回転すると、筒状ガイド５２がその長手軸を中心に同時に回転する。インペラアセンブリ５０がその縦軸を中心に回転すると、筒状ガイド５２の内部通路５８内の長手方向スプライン６２によって、製品５４もその横軸を中心に回転する。遠心力によって製品５４が切断ヘッドに対して強く保持されると、切断ヘッドの刃部間において製品５４は筒状ガイド５２によって、たとえば約１／４回転されて、刃部との接触により、所望の格子状カットを有するスライスが形成される。
【００２６】
図１６および図１７は、インペラアセンブリ５０が大きな製品５４を容易に収容可能であることを示す。図１４に示したインペラアセンブリ５０と、図１３に示した従来のインペラアセンブリ１８とを比較すると、インペラアセンブリ１８および５０のいずれも、たとえば筒状ガイド２４および５２の外径側の範囲に関して、類似する外径寸法を有するが、インペラアセンブリ５０は、製品が通路５８の１つに入る前に製品を受け入れる基部５３において、より大きな中央開口部５６、および、より大きなキャビティ６４を有する。図１４〜図１７に示した特定の実施形態においては、開口部５６の直径は、図１３に示したインペラアセンブリ１８の開口部４２の直径よりも約４０％大きく、キャビティ６４は、図１３に示したインペラアセンブリ１８のキャビティ４３よりも約２００％大きい。その結果、インペラアセンブリ５０は、図７、図９、および図１１に示したインペラアセンブリ１８よりも長い筒状ガイド５２を有することにより、スライスされている製品と、キャビティ６４に後続して入ってくる製品との間で望ましくない干渉のリスクを低減させているだけでなく、ジャガイモなどのサイズが大きく細長い製品をより容易に収容することができ、キャビティ６４内で製品を垂直方向から水平方向に転換できる。したがって、インペラアセンブリ５０は、製品の詰まりを増加させることなく、さらには製品の詰まりの発生を低減させつつ、より高い製品の生産能力を実現することが可能である。
【００２７】
図１４および図１５は、ガントリーあるいはその他の好適なリフト装置とともにインペラアセンブリ５０を容易に持ち上げることを可能にするために、キャビティ６４内にて基部５３の床面５７に固定された、着脱可能なリフトリング６６を示す。図１６および図１７に示したように、リフトリング６６は、インペラアセンブリ５０を作動させる前に取り外されることが好ましい。
【００２８】
追加的なオプションの一態様として、図１８、図１９、および図２０は、インペラアセンブリ５０の基部５３に固定され、かつ、基部５３から伸長する円筒形状の取付チューブ７０に対して筒状ガイド５２を支持する、軸受アセンブリ６８の詳細を示す。軸受アセンブリ６８によって、筒状ガイド５２が取付チューブ７０に対して、これらの共通する長手軸を中心に回転することが可能となる。これにより、筒状ガイド５２は、インペラアセンブリ５０の基部５３に対して回転することができる。軸受アセンブリ６８は、取付チューブ７０に沿って軸方向に間隔を空けて配置された少なくとも２つの軸受７２および７４と、軸受７２と７４との間に配置されたスペーサ７６とを備える。径方向の最も内側の軸受７２は、インペラアセンブリ５０の回転によって生じる遠心力が筒状ガイド５２に付与されることに起因する、径方向外方（図１８の左側に向かう方向）に作用する軸荷重を支持する。
【００２９】
スペーサ７６は、取付チューブ７０に接触し、軸受７２および７４の内輪と係合する内側スペーサスリーブ７６Ａと、筒状ガイド５２と内側スペーサスリーブ７６Ａとの間に配置され、軸受７２および７４の外輪と係合する外側スペーサスリーブ７６Ｂとの２つのスペーサスリーブを備える。このため、スペーサスリーブ７６Ｂは、筒状ガイド５２とともに回転することができ、スペーサスリーブ７６Ａは、インペラアセンブリ５０の軸を中心に、インペラアセンブリ５０の全体とともに回転することを除いては、回転しない。内側スペーサスリーブ７６Ａと外側スペーサスリーブ７６Ｂの軸方向長さは、同一あるいは略同一であることが好ましい。犠牲リング７８は、回転しない内側スペーサスリーブ７６Ａの肩部８０と、回転する外側スペーサスリーブ７６Ｂのフランジ８２とによって形成され、これらの間に存在する環状空間８６内に配置される。図１９からより明らかであるように、軸方向間隙８４が、回転するスペーサスリーブ７６Ｂのフランジ８２と犠牲リング７８との間に存在するため、回転する外側スペーサスリーブ７６Ｂは、回転しない内側スペーサスリーブ７６Ａに対して相対的に回転することが可能となっている。
【００３０】
図２０に示すように、軸受７２および７４のいずれか１つに障害が発生した場合には、遠心力によって筒状ガイド５２全体が径方向外方（図１８、図１９、および図２０の左側に向かう方向）に変位する。この筒状ガイド５２の径方向外方への変位が妨げられない場合には、筒状ガイド５２の径方向外方の端部が、インペラアセンブリ５０が回転している状態における切断ヘッドの刃部に衝撃を与える可能性がある。軸方向間隙８４があるため、軸受７２および７４の外輪と筒状ガイド５２全体とに係合する、回転する外側スペーサスリーブ７６Ｂが、刃部に向かって変位することが許容されるが、外側スペーサスリーブ７６Ｂは、筒状ガイド５２の端部が刃部に衝撃を与えるほどまでには変位することがない。すなわち、回転する外側スペーサスリーブ７６Ｂは、犠牲リング７８に当接し、外側スペーサスリーブ７６Ｂと犠牲リング７８とが接触するとともに、犠牲リング７８と内側スペーサスリーブ７６Ａとの接触も強くなる。このように、軸方向間隙８４と、回転しない内側スペーサスリーブ７６Ａの肩部８０と、回転する外側スペーサスリーブ７６Ｂのフランジ８２とは、軸受に障害が発生した場合に、筒状ガイド５２と刃部との接触を防止するよう協働する。このため、軸方向間隙８４は、非限定的な例であるが、たとえば約０．０５０ｃｍ（約０．０２０インチ）に制限されることが好ましい。犠牲リング７８と内側スペーサスリーブ７６Ａおよび外側スペーサスリーブ７６Ｂとの接触により、インペラアセンブリ５０を回転させるために使用されるモータに必要なトルクが増加する。その結果として生じる、該モータによって引き出される電流量が増加することを利用して、軸受７２および／または７４の交換ができるように装置をシャットダウンさせるための信号を送信するように構成することができる。内側スペーサスリーブ７６Ａおよび外側スペーサスリーブ７６Ｂと犠牲リング７８との接触により、さらなる損傷が発生する前に、インペラアセンブリ５０の回転を停止させるか、少なくともインペラアセンブリ５０の回転を十分に抑制させるための内部ブレーキとしても機能させることができる。
【００３１】
本発明について、特定の実施形態に関して説明を行ったが、本発明の代替態様についても、当業者によって適用可能であることは明らかである。たとえば、インペラアセンブリ５０およびその部品は、図示の態様および構造とは異なっていてもよく、図示の態様および構造とは異なる装置および切断ヘッドとともに使用されてもよく、インペラアセンブリ５０およびその部品の特定の機能は、異なる構造を有するが機能が類似する（必ずしも同等でなくてもよい）部品により達成されてもよく、インペラアセンブリ５０およびその部品を加工するためには、さまざまな材料および工程を採用することができる。したがって、上述した詳細な説明は、図示された特定の実施形態、並びに、これに関するが必須ではない機能および特徴を記述することを意図しており、上記特定の実施形態、並びに、その機能および特徴の必須ではない代替構成は同じものと解釈される。非限定的な例として、本発明は、開示された実施形態の１つ以上の機能または特徴を有していない、追加的または代替的な実施形態を包含し、あるいは、異なる実施形態の２つ以上の特徴を組み合わせることができる。したがって、本発明の範囲は、本願の特許請求の範囲のみによって限定される。
【符号の説明】
【００３２】
１０  スライス装置
１２  フレーム
１６  切断ヘッド
１７  静止リング
１８、５０  インペラアセンブリ
２０  ハウジング
２２  送りホッパ
２４、５２  筒状ガイド
２５  歯付フランジ
２６  刃部
２８  セグメント
３０  ナイフホルダ
３２  クランプ
３４  ナイフアセンブリ
３５、５４  製品
３６  スライス
３８  スプライン
４０、５８  通路
４２  中央開口部
４３、６４  キャビティ
４４  内壁
４６、５７  床面
５３  基部
５５、５５ａ  内壁
５６  開口部
６２  スプライン
６６  リフトリング
６８  軸受アセンブリ
７０  取付チューブ
７２、７４  軸受
７６  スペーサ
７６Ａ  内側スペーサスリーブ
７６Ｂ  外側スペーサスリーブ
７８  犠牲リング
８２  フランジ
８４  軸方向間隙
８６  環状空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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