(57)【要約】      （修正有）【課題】垂直方向に供給される食品を水平に切断する食品切断装置においてハウジング部材が正しく取付けられていないとき切断デバイスへの動作を停止する手段を提供する。【解決手段】切断ホイール１２の上方の送りチューブ２２の内部通路を通って切断ホイールに供給される下方に移動する食品に力を加え、送りチューブの第１の壁に対して押しつける。送りチューブはオーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有するように通路を構成して製品の流れを向上させている。切断ホイールを駆動させるための電力が投入される前に切断ホイールが適切な位置に無いときに切断手段への電力供給行うキー２０がスイッチ６４に入らないようにする構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に垂直方向に供給される食品を、実質的に水平に切断するための手段、
該切断手段の上方に設けられ、実質的に垂直方向に該食品を該切断手段に供給するために、該切断手段に近接する開口を形成した内部通路を備え、該内部通路は、正対する第１の壁と第２の壁により形成されている、少なくとも１つの送り部材、
前記切断手段が前記食品を実質的に水平に切断しているとき、前記食品を前記送り部材の第１の壁に対して押し付けるように、前記内部通路を下方に移動する前記食品に対して力を加える手段、
前記切断手段が収容される下部ハウジング部材、
前記切断手段の上で、該切断手段に対して第１の位置と第２の位置をとり、第１の位置にあるとき、前記切断手段にクランプ荷重を付与し、該切断手段を前記下部ハウジング部材内に固定し、第２の位置にあるとき、記切断手段へのクランプ荷重を解放するようになっている、上部ハウジング部材、
前記第１の位置にある上部ハウジング部材により、クランプ荷重が加えられている間、前記切断手段の回転を許容するための手段、および、
前記上部ハウジング部材が第１の位置にない場合には、前記切断手段への電流の供給を阻止する手段、
を備える食品切断装置。
【請求項２】
前記下部ハウジング部材に向けて、または、前記下部ハウジング部材から離れるように、前記上部ハウジング部材を移動させ、前記切断手段へのクランプ荷重を付与し、または、該クランプ荷重を解放するための手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記切断手段への電流の供給を阻止する手段が、相補的な第１のコネクタと第２のコネクタを備え、該第１のコネクタおよび第２のコネクタが、相互に接続したときには、前記切断手段へ電流を供給し、相互に分離されたときには、該切断手段への電流の供給を遮断し、該第１のコネクタは、移動手段に取り付けられ、前記上部ハウジング部材が第１の位置にあり、前記切断手段にクランプ荷重を付与して、該切断手段が前記下部ハウジング部材内に固定されているときにのみ、前記第２のコネクタと接続可能にされている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記移動手段が、クランク組立体を備え、前記第１のコネクタが該クランク組立体に取り付けられている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記移動手段が、前記クランク組立体と結合したスクリューをさらに備え、該クランク組立体を回転させると、該スクリューが、前記上部ハウジング部材を垂直方向に上昇および下降させるように作動する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記送り部材の第１の壁と第２の壁のそれぞれは、前記内部通路を横断する曲率半径を有し、該第１の壁の曲率半径の中心が、第２の壁の曲率半径の中心からオフセットされており、該内部通路が、互いにオーバーラップする、オフセットされた２つの直径により形成された断面形状を有し、前記送り部材が、前記開口と隣接する下部を有し、該下部は、前記内部通路の開口を形成する下端部を有し、該下部内において、前記第１の壁は、該内部通路を横断し、かつ、前記開口に向かうにつれて増加する曲率半径を有するフレア領域を有し、これにより、該開口の一部が、フレア領域により形成され、かつ、該送り部材の下部内における第２の壁よりも大きい曲率半径を有しており、さらに、前記切断手段が前記食品を実質的に水平に切断しているとき、前記力を加える手段が、前記食品に前記送り部材下部のフレア領域と接触させるように力を付与する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記力を加える手段が、前記第２の壁から第１の壁に向けて内部通路内を流れる、少なくとも２つの流体ジェットを含み、該内部通路を通って下方に移動する食品に対して衝撃を付与する、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００２年１０月７日に出願された米国仮出願第６０／４１６,６５３号に基づく優先権を主張している。また、本出願は、２００３年６月４日に出願された同時係属の米国特許出願第１０／２５０,１１３号、および２００２年２月４日に出願された同時係属の米国特許出願第１０／０７２,４９４号に関連し、これらの出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、食品の切断、特にスライスに使用される切断方法および装置に関する。
【０００３】
より詳細には、本発明は、実質的に水平方向の切断面を有する切断デバイスを装備する装置に関し、この装置は、安定化された食品を切断デバイスに供給し、切断デバイスが当該装置に適切に設置されない限り、切断デバイスへの電力の供給が防止される。
【背景技術】
【０００４】
共に譲渡された米国特許出願第１０／０７２,４９４号および第１０／２５０,１１３号は、食品を水平方向切断ホイールへ供給するための方法と装置を開示しており、これによれば、食品は、適切に方向づけられ、かつ、安定化されて、均一の厚みのスライス製品が製造される。この水平方向切断ホイールは、筐体内に収容され、この筐体にはシュートが形成され、このシュートの下端を出口として、スライスされた食品が当該装置より送り出される。筐体は、筐体内の切断ホイール駆動用のモータへの電気配線を収容するフレームによって支持される。複数の送りチューブは、切断ホイールに略垂直に取り付けられ、かつ、各送りチューブは、製品（例えば、丸い、および／または、細長いポテト）を、切断ホイールに一列で送るサイズとなっている。
【０００５】
各送りチューブは、好ましくは、チューブの壁に取り付けられたノズルによって放出される複数のウォータジェットのような手段を備えることが好ましい。米国特許出願第１０／０７２,４９４号によれば、ノズルから放出されるジェットが該ノズルに対向する送りチューブの壁の近傍で交差するように、ノズルはペアで配置されるのが好ましい。また、米国特許出願第１０／２５０,１１３号では、ジェットが切断ホイールの表面に衝突するようになっている。いずれの場合でも、ジェットを切断ホイールに向けて下方に傾斜するように方向づけて、製品を安定化することを補助し、また、チューブを通る製品を下方に送ることを補助するように、ノズルは調節される。
【０００６】
米国特許出願第１０／２５０，１１３号によれば、滑らかな（非スプライン状）送りチューブは、製品の詰まりを減少させる。滑らかな送りチューブに、切断ホイールに対して丸いポテトを捕捉して中心に位置させる滑らかなテーパー状のフレアを備えてもよい。このフレアがチューブの全径を満たさないようにして、チューブの開口を、非対称としてもよい。あるいは、滑らかな送りチューブに、段付きの（リブが設けられた）テーパー状フレアを備えてもよい。米国特許出願第１０／２５０，１１３号の任意の態様によれば、送りチューブにスプラインを備えることによって、製品を安定化させることができる。スプライン状送りチューブに、フレアが設けられていない開口、滑らかなテーパー状フレア、あるいは段付きの（リブが設けられた）テーパー状のフレアを備えてもよい。
【０００７】
また、米国特許出願第１０／２５０，１１３号は、交換用のツールを必要としない切断ホイールの取付けを開示している。切断ホイールは、上部ハウジングと下部ハウジング内のホイールサポートとの間に捕捉されており、上部ハウジングと下部ハウジングにより、切断ホイール用の筐体が形成されている。上部ハウジングは、フレームに取り付けられたクランクによって、下部ハウジングに対して昇降し、クランクの操作を通じて上部ハウジングにより力が加えられることにより、切断ホイールは所定位置に保持される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
米国特許出願第１０／０７２,４９４号および第１０／２５０,１１３号に開示された装置は、水平方向の切断ホイールに対して、丸く細長い食品を垂直に送ることにより、均一の厚みのスライス製品を製造することができるが、さらなる改良が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、実質的に垂直方向に供給される食品を実質的に水平に切断するための切断手段を備える食品切断装置を提供する。食品は、切断手段の上方に設けられた、少なくとも一つの送り部材を通して供給される。送り部材は、食品を切断手段に供給するために、切断手段に近接して開口を形成した内部通路を備える。内部通路は、送り部材の正対する第１と第２の壁によって形成され、当該装置は、切断手段が、食品を実質的に水平に切断している時に、送り部材の第１の壁に食品を押し付けるように、内部通路を下方に移動している食品に対して力を加える手段を備える。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、第１と第２の壁の各々は、内部通路を横切る曲率半径を有し、第１の壁の曲率半径は、第２の壁の曲率半径の中心からオフセットされた（ずらされた）中心を有し、内部通路は、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有する。本発明の第２の態様によれば、切断手段は、当該装置の下部ハウジング部材内に収容され、この装置の上部ハウジング部材は、切断手段の上方に位置される。上部ハウジング部材は、切断手段に対する第１と第２の位置を有し、上部ハウジング部材が、その第１の位置にある場合には、該上部ハウジング部材は、下部ハウジング部材と係合し、下部ハウジング部材内に切断手段を固定するためのクランプ負荷を切断手段に加える。上部ハウジング部材が、その第２の位置にある場合には、該上部ハウジング部材は、下部ハウジング部材から係合解除され、切断手段へのクランプ負荷を解放する。さらに、該装置は、上部ハウジングが、その第１の位置にない場合には、電流が切断手段に流れることを防止する手段を含む。
【００１１】
上記のように構成された食品切断装置は、製品の流れを向上させ、かつ、安全性の向上を図れる。前者は、本発明の第１の態様に従って構成される送り部材により達成され、他方、後者は、切断手段を駆動するための電力が投入される前に、切断手段を適切に固定させ、かつ、電力が供給されている間は、切断手段へのアクセスの防止を確実にすることによって達成される。この点で、本発明は、米国特許出願第１０／０７２,４９４号および第１０／２５０,１１３号に開示された方法と装置に対する改良を提供する。
【００１２】
本発明の他の目的と効果は、以下の詳細な説明により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１から図５は、複数のブレードを備える水平切断ホイール１２と、ポテトのような製品をスライスするために供給するために、ホイール１２の上方に取り付けられた送りチューブ２２とを有する切断（スライス）機１０の一部を示す。各送りチューブ２２は、製品（例えば、丸い、および／または、細長いポテト）を切断ホイール１２へ一列で送るサイズの内部通路２４を有する。図２に示すように、かつ、同時係属の米国特許出願第１０／０７２,４９４号に従って、各送りチューブ２２は、チューブ２２の第１の壁２６に対して製品を保持するために流体（例えば、水）ジェット５２を放出するノズル５８を装備する。これらのノズル５８は、第１の壁２６に正対するチューブ２２の第２の壁２８に、二つ以上の組で配置されるのが好ましく、各ノズルセットは、ノズル５８に対向する第１の壁２６に向かって収束するジェット５２を生成する。切断ホイールブレードが、第１の壁２６に向かう方向へ移動しながら、チューブ開口５４の下を通過した切断ホイールブレードの出口点の直上で、かつ、第１の壁２６、または、その近傍で、ジェット５２が交差することが好ましい（図２）。２セットのノズル５８（一方のセットが他方のセットの上方に位置するように垂直方向に離間している）が、本発明の好適な実施の形態に従って、図２に示されている。好ましくは、送りチューブ２２に、またはその近傍に配置したマニホルド６０より流体がノズル５８に送られるようにして、すべてのノズル５８において、実質的に同じ圧力がかかることをより確実ならしめる。
【００１４】
各送りチューブ２２内のウォータジェット５２は、チューブ２２の第２の壁２８に対して４５°未満の角度で、切断ホイール１２に向かって下方に方向づけられる。従って、図面に示されるように、垂直方向に向けられたチューブ２２では、ジェット５２は、垂直方向から４５°未満の（水平方向から４５°より大きい）角度で下方に向けられる。各ジェット５２の好適な角度は、垂直方向から約２５°（水平方向から約６５°）である。この向きは、ノズル５８の各セットが二つの流体ジェット５２を生成したときに、送りチューブ２２を通過する製品の安定化と送りの向上を図ることが見出されている。実際に、対となるノズル５８が約３．９６ｍｍ（約０．１５６ｉｎｃｈ）のオリフィス直径を有し、かつ、約０．２〜０．５ＭＰａ（約３０〜７０ｐｓｉ）、好ましくは、０．２〜０．３ＭＰａ（約３０〜４０ｐｓｉ）の圧力の水が供給される場合に良好な結果が得られた。約２．７４ｍｍ（約０．１０８ｉｎｃｈ）のオリフィス直径を有する一セット３個のノズル５８が同様の結果を生ずると考えられる。特に、安定性と製品送りについては、垂直方向から４５°を超える（水平方向から約４５°未満の）角度のジェットを開示する米国特許出願第１０／０７２,４９４号に開示されたチューブと比較して、図２と図３に示されるように構成されたチューブ２２では改良が施されている。
【００１５】
図３に示すように、本発明の他の実施形態は、各送りチューブ２２の内部通路２４が、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される。より具体的には、各チューブ２２の通路２４を形成する第１の壁２６と第２の壁２８のそれぞれの曲率半径（Ｒｄ）の中心は、通路２４を横断する方向に互いにオフセットされた２つの軸線上に位置している。その結果、通路２４は、オーバーラップするオフセットされた二つの直径によって形成される横断面形状を有し、壁２６と壁２８の交点には長手方向のリッジ（隆起）３０が存在することになる。曲率半径Ｒｄは、壁２６と壁２８について同じであることが好ましい。実際に、曲率半径Ｒｄを、約５４ｍｍ（約２．１２５ｉｎｃｈ）とし、中心間のオフセット量を約８ｍｍ（約５／１６ｉｎｃｈ）とすることによって、適切な結果が得られた。
【００１６】
また、図２と図３に示されるように、各チューブ２２には、切断ホイール１２に近接するチューブ２２の開口５４を形成する下端に、滑らかなテーパー状フレア５６を形成するとよい。図３に示されるように、フレア５６は、連続的に形成されるが、チューブ２２の第１の壁２６内に制限されており、その結果、チューブ２２の開口５４は、非対称となっている。フレア５６の有する、内部通路２４を横断するその曲率半径は、開口５４に向かうにつれて増加しており、よって、フレア５６によって形成される開口５４の一部は、チューブ２２の第２の壁２８によって形成される開口５４の一部よりも、大きな曲率半径を有する。図２と図３に示すように構成されたテーパー状のフレア５６の存在により、切断ホイール１２に対する丸いポテトのトラッピング（捕捉）とセンタリングが改善され、均一の厚みのスライス製品を製造できるようになる。フレア５６とリッジ３０のほか、各送りチューブ２２の通路２４の内表面を滑らかで、かつ、非スプラインとして、チューブ２２内で製品の詰まりを減少させることが好ましい。一方、米国特許出願第１０／２５０,１１３号に従うスプラインおよび／または段付き（リブが設けられた）テーパー状フレアを有する送りチューブ２２を、必要に応じて、本発明に適用し、製品安定性の促進および／または製品のローリングの減少を図ってもよい。
【００１７】
図１、図４および図５は、ツールを使用することなく、切断ホイール１２を除去および設置することができる、本発明による好適な機構を示している。米国特許出願第１０／２５０,１１３号で検討され、図１に概略的に示しているように、切断ホイール１２は、移動可能な上部ハウジング（蓋）３２と、切断機１０の下部ハウジング３４内でホイール１２が取り付けられるホイールサポート３６の間に、トラップ（捕捉固定）される。ホイール１２の中心ハブ（図示せず）に嵌合されるベアリングキャップ３８を介して、蓋３２により切断ホイール１２にクランプ力が加えられる。蓋３２は、下部ハウジング３４の周縁部に形成された環状凹部４０に支持される。蓋３２がクランク１４により下部ハウジング３４に降下されたときに、蓋３２と下部ハウジング３４との位置合わせをよくするために、蓋３２と凹部４０の両方は、互いに整合するテーパー状の周縁を有することが好ましい。切断ホイール１２を下部ハウジング３４内に位置させ、切断ホイール１２を捕えるために、クランク１４の操作によって下部ハウジング３４に蓋３２が押し付けられると、蓋３２の中心が規定の距離だけ下方に反るようにするとよい。
【００１８】
切断機１０は、不適切に使用されたり、紛失する可能性のあるツールおよび永久締着具を使用することなく、何度でも、クランプ負荷により継続的に固定される切断ホイール１２と共に操作されることが望ましい。また、切断ホイール１２が回転している時に、人が負傷することを避けるために、切断機１０は、操作中に解放されたり、アクセスされることができないようにすることが望ましい。さらに、切断機１０の切断ゾーンには、機械的設計を複雑にし、かつ、将来的にメンテナンスの問題を課す、電気的コンポーネントおよび接続部がないことが好ましい。このため、図１、図４および図５に示されるように、蓋３２を下部ハウジング３４に対して押し付け、切断ホイール１２を固定するために加えられる力を、フレーム脚４６上に支持された上部および下部フレーム部材４２、４４内に収容されているスクリュー（図５で参照番号６２）によって生じさせるように、切断機１０には対策が施されている。図１，図４および図５に示すように、蓋３２は、上部フレーム部材４２から伸長するアーム４８に固定され、他方、下部ハウジング３４は、下部フレーム部材４４から伸長するアーム５０に固定されている。下部フレーム４４は、脚４６上で旋回するように構成され、他方、上部フレーム部材４２は、スクリュー６２の動作を介して、下部フレーム部材４４に対して上昇および下降するように構成される。このようにして、蓋３２は、下部ハウジング３４に対して上昇および下降することができ、かつ、下部ハウジング３４は、蓋３２とずれて、旋回することができる。
【００１９】
スクリュー６２は、クランク１４と共に作動する。このクランク１４は、上部フレーム部材４２上でスクリュー６２に固定される第１の接続ロッド１６と、第１の接続ロッド１６に旋回可能に接続され、かつ、第１の接続ロッド１６とは反対側の端部に位置するガードロックキー２０を備える第２の接続ロッド１８とからなる２ピース組立品よりなる。ガードロックスイッチ６４が、下部フレーム部材４４に取り付けられており、切断機１０を操作するための電力回路を完成するためには、キー２０をこのスイッチ６４に差し込まなければならない。蓋３２を降下させ、下部ハウジング３４内にホイール１２を確実に押し付けるまで、クランク１４が十分な回転数だけ回転されない限り、キー２０がスイッチ６４に挿入できないように、第２の接続ロッド１８の長さが規定されている。図４にクランク１４の降下係合位置と上昇係合解除位置を比較して示すように、蓋３２を上昇させようとしても、クランク１４の降下位置では、クランク１４の有する機械的作用を減少させるようにすることが好ましい。
【００２０】
さらに具体的には、図１は、蓋３２を下部ハウジング３４上に降下させ、下部ハウジング３４内に切断ホイール１２を押し付け、かつ、キー２０をスイッチ６４へ挿入できるように適切に操作された場合の、クランク１４を示している。また、図１では、下部フレーム部材４４に設けられたピン６６が、上部フレーム部材４２に形成されたボア６８内に挿入されている。ピン６６は、上部フレーム部材４２と下部フレーム部材４４、上部ハウジング３２と下部ハウジング３４およびキー２０とスイッチ６４が、互いに適切な角度で位置合わせされない限り、蓋３２と下部ハウジング３４が嵌合しないことを保障する。図５において、上部フレーム部材４２と下部フレーム部材４４が適切な角度で位置合わせされているが、蓋３２が下部ハウジング３４に対して十分に降下されておらず、その結果、切断ホイール１２は、下部ハウジング３４内に適切に押し付けられていない。この状態では、キー２０は、スイッチ６４と垂直方向において位置合わせされているが、キー２０を、スイッチ６４に挿入することはできない。上部フレーム部材４２と下部フレーム部材４４の間のギャップ７０によって示されているように、（蓋３２を支持する）上部フレーム部材４２が下部フレーム部材４４に対して十分に降下されていないためである。また、クランク１４（従って、キー２０）がスイッチ６４と半径方向に位置合わせされない場合にも、キー２０を、スイッチ６４に挿入できないことは明らかである。
【００２１】
本発明を、特定の実施形態により関して説明したが、当業者によって他の形態も採用されうることは明らかである。例えば、本発明の構成は、共に譲渡された米国特許出願第１０／０７２,４９４号および第１０／２５０,１１３号の構成の一つまたはそれ以上の構成と組み合わせることができる。従って、本発明が、図面に描かれた特定の実施形態に制限されることはない。また、上記で使用された用語は、例示の実施の形態を開示するために用いられ、本発明の範囲を制限するものではない。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る切断装置の側面図であり、該装置の上部ハウジングを該装置の下部ハウジングに対して昇降させることができ、かつ、上部ハウジングを下部ハウジング上に降ろした係合位置にある、安全クランクを示している。
【図２】図１の切断装置の送りチューブの長手方向横断面図である。
【図３】図２の送りチューブの下端の端面図である。
【図４】図１の切断装置の一部の斜視図であり、安全クランクの係合位置と係合解除位置を示す。
【図５】上部ハウジングが完全に下降していないため、位置がずれている安全クランクを示す側面図である。
【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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