(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-09
(45)【発行日】2024-05-17
(54)【発明の名称】スライサー
(51)【国際特許分類】
B26D 1/46 20060101AFI20240510BHJP
B24B 3/36 20060101ALI20240510BHJP
B26D 7/12 20060101ALI20240510BHJP
B26D 3/28 20060101ALI20240510BHJP
【FI】
B26D1/46 502F
B24B3/36 P
B26D1/46 502A
B26D7/12
B26D3/28 610B
B26D3/28 610M
B26D3/28 610S
(21)【出願番号】P 2022190822
(22)【出願日】2022-11-29
【審査請求日】2023-06-08
【早期審査対象出願】
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】596184982
【氏名又は名称】株式会社 ニッピ機械
(74)【代理人】
【識別番号】100100170
【氏名又は名称】前田 厚司
(74)【代理人】
【識別番号】100121924
【氏名又は名称】後藤 昌彦
(72)【発明者】
【氏名】青田 崇
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 康弘
(72)【発明者】
【氏名】小田 宗市朗
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開平08-174475(JP,A)
【文献】特開2013-014129(JP,A)
【文献】特開平02-224997(JP,A)
【文献】特開昭60-099596(JP,A)
【文献】特許第6762021(JP,B1)
【文献】特許第2630926(JP,B2)
【文献】特表2020-527470(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B26D 1/46
B24B 3/36
B26D 7/12
B26D 3/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一側端に刃先を有するエンドレス帯形状で
、ワークをスライスする方向に平行に配置された水平部分を有するバンドナイフと、
前記ワークを保持するワーク保持部と、
前記バンドナイフ
を支持するナイフガイドと、
前記ワーク保持部を前記バンドナイフの刃先に向かって送り出すワーク送り部と、
前記ワークをスライスする厚みだけ前記バンドナイフの刃先よりはみ出るように前記ワーク保持部を移動させるワーク押出し部と、
前記バンドナイフにより切り込まれる直前の前記ワーク
の部分を前記ワーク押出し部によるワーク押出し方向と対向する方向から支持し、前記バンドナイフにより
切り込まれた後の前記刃先からはみ出る前記ワークの部分を排出方向に案内する外周面を有する
支持ローラと、を備え
、
前記支持ローラは、前記支持ローラの外周面と前記バンドナイフの刃先との間のワーク押出方向の寸法sが前記ワークをスライスする厚みtより小さくなるように調整することを特徴とするスライサー。
【請求項2】
前記ワーク押出し部の軸に直交する方向から、前記ワークの外面を支持するワーク外側ガイド部を備えることを特徴とする請求項1に記載のスライサー。
【請求項3】
前記ワーク
外側ガイド部に前記バンドナイフ
を押さえるナイフ押さえ部を備えることを特徴とする請求項2に記載のスライサー。
【請求項4】
前記バンドナイフは、前記ワークのスライスされる側に切刃を有する片刃であることを特徴とする請求項1に記載のスライサー。
【請求項5】
前記バンドナイフの切刃を研磨する研磨装置と、
前記バンドナイフにより前記ワークをスライスする間に前記ワーク送り部又は前記バンドナイフに生じる荷重を測定する荷重測定手段とを備え、
前記荷重測定手段が検出した荷重が所定の基準値を超えると、前記研磨装置により前記バンドナイフの切刃を研磨することを特徴とする請求項1に記載のスライサー。
【請求項6】
前記ワーク送り部は、前記ワークと一体に移動する従動部と、前記従動部を牽引し押動する駆動部とを備え、
前記荷重測定手段は、前記従動部と前記駆動部の間に介在されたロードセルからなることを特徴とする請求項5に記載のスライサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンドレス帯形状のバンドナイフにより被加工物(ワーク)を切断するスライサーに関する。
【背景技術】
【0002】
本願出願人は、特許文献1において、一対のプーリーを回転させることによりバンドナイフを一対の案内刃の間で走行させる一方、被加工物を送りローラでバンドナイフの刃先に向かって送り出すことにより、被加工物をシート状にスライスするスライサー及びスライス方法を提案し、実用化している。
【0003】
特許文献1のスライサーでは、皮、スポンジ、発泡体、ゲル、ゴム、プラスチック等のシート状の軟質素材からなる被加工物を高い厚み精度でスライスすることができるが、ブロック状の被加工物は送りローラでは送り出すことができないため、ブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライサーが要望されている。
【0004】
特許文献2には、1対のプーリーにより無端回転刃を回転させる一方、魚・肉等の冷凍食品を載置台に載せ、押圧板により冷凍食品を受板に押圧した状態で、載置台を無端回転刃に向かって直進運動させることにより、冷凍食品を切断する冷凍食品の切断装置が記載されている。
【0005】
特許文献2の切断装置では、切断後の切断面が無端切断刃に接触しないように、復路側で載置台を四角形の軌跡でサイクリックに移動させたり、切断中に受板から離れた冷凍食品の切断部分を加圧板で加圧したり、切断後に載置台が復路を移動するときに押圧板による冷凍食品の押圧を止める等、複雑な制御が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第6762021号明細書
【文献】特許第2630926号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本願発明は、特許文献1のスライサーをさらに発展させて、簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライサーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の手段をとる。
(1)一側端に刃先を有するエンドレス帯形状で、ワークをスライスする方向に平行に配置された水平部分を有するバンドナイフと、
前記ワークを保持するワーク保持部と、
前記バンドナイフを支持するナイフガイドと、
前記ワーク保持部を前記バンドナイフの刃先に向かって送り出すワーク送り部と、
前記ワークをスライスする厚みだけ前記バンドナイフの刃先よりはみ出るように前記ワーク保持部を移動させるワーク押出し部と、
前記バンドナイフにより切り込まれる直前の前記ワークの部分を前記ワーク押出し部によるワーク押出し方向と対向する方向から支持し、前記バンドナイフにより切り込まれた後の前記刃先からはみ出る前記ワークの部分を排出方向に案内する外周面を有する支持ローラと、を備え、
前記支持ローラは、前記支持ローラの外周面と前記バンドナイフの刃先との間のワーク押出方向の寸法sが前記ワークをスライスする厚みtより小さくなるように調整する。
前記手段1では、ワーク押出し部によりワークをスライスする厚みだけバンドナイフの刃先よりはみ出した状態で、ワーク送り部によりワークをバンドナイフの刃先に向かって移動させると、ワークはバンドナイフの刃先により切断される。ワークはワーク保持部に保持されているので、ワークを押圧したり、加圧する必要がなく、制御が簡易になる。
【0009】
また、前記手段1では、バンドナイフによりスライスされるワークの部分をワーク支持部で支持しながら、下方に案内することができる。
【0010】
(2)前記手段1において、
前記ワーク押出し部の軸に直交する方向から、前記ワークの外面を支持するワーク外側ガイド部を備える。
前記手段2では、ワークがスライスされている間、ワークの外面がワーク外側ガイド部で支持されるので、ワークの切り込み方向の撓みや倒れが防止される。
【0011】
(3)前記手段1又は2において、
前記ワーク外側ガイド部に前記バンドナイフを押さえるナイフ押さえ部を備える。
前記手段3では、ワークがスライスされている間、ナイフ押さえ部によりバンドナイフが上側から押さえられ、ナイフ支持部とともに、バンドナイフがブレれるのを抑制することができる。
【0012】
(4)前記手段1から3のいずれかにおいて、
前記バンドナイフは、前記ワークのスライスされる側に切刃を有する片刃である。
前記手段4では、切り離される側のスライス片を切刃の傾斜に沿って案内することができる。また、切り離されない側のワークの断面は切刃で押圧されないので、ワークの断面が高精度に維持される。
【0013】
(5)前記手段1から4のいずれかにおいて、
前記バンドナイフの切刃を研磨する研磨装置と、
前記バンドナイフにより前記ワークをスライスする間に前記ワーク送り部又は前記バンドナイフに生じる荷重を測定する荷重測定手段とを備え、
前記荷重測定手段が検出した荷重が所定の基準値を超えると、前記研磨装置により前記バンドナイフの切刃を研磨する。
前記手段5では、バンドナイフの切刃が自動的に研磨されるので、バンドナイフの切れ具合を維持することができる。
【0014】
(6)前記手段5において、
前記ワーク送り部は、前記ワークと一体に移動する従動部と、前記従動部を牽引し押動する駆動部とを備え、
前記荷重測定手段は、前記従動部と前記駆動部の間に介在されたロードセルからなる。
前記手段6では、ワークの切断中に生じるスライド荷重を容易に検出することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるとういう効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】本発明の実施形態に係るスライサーの概略図。
【
図2】
図1のスライサーの1対のプーリーとバンドナイフの正面図。
【
図3】
図1のスライサーの1対のプーリーとバンドナイフの平面図。
【
図4】バンドナイフの刃先近傍の拡大断面図(a)及び刃先の拡大断面図。
【
図6】
図1のスライサーによる切断動作を順に示す概略図。
【
図7】
図1のスライサーにおける自動研磨サイクルを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施形態に係るスライサー1を示す。スライサー1は、バンドナイフ2と、ナイフガイド3と、支持ローラ4と、ワーク送り部5と、ワーク押出し部6と、ワークガイド部7と、制御部8とを備えている。
【0019】
バンドナイフ2は、
図2、
図3に示すように、SKH材等の高速度鋼からなる帯形状を有し、両端が接合されることにより環状のエンドレスに形成され、一側端に刃先2aを有する。バンドナイフ2は、スライサー1の架台9に設けられた一対のプーリー10a、10bに掛けられて水平に配置され、一方又は両方のプーリー10a、10bが
図1に示す第1駆動モータ11により回転駆動することにより、一対のプーリー10a、10bの間を一方向に走行するように構成されている。一対のプーリー10a、10bの回転軸は、
図3に示すように、バンドナイフ2の刃先2aに向かって内向きに傾斜し、すなわち、平面視でハの字状に配置されている。これにより、バンドナイフ2は、一対のプーリー10a、10bが回転している間、刃先2aの方向に付勢される。バンドナイフ2の切刃2bは、バンドナイフ2の上側を走行する上側水平部分の下側に設けられた片刃である。
【0020】
バンドナイフ2の上側を走行する上側水平部分の上流側と下流側に、バンドナイフ2の刃先2aに対向して規制ローラ12a、12bが設けられている。規制ローラ12a、12bは、バンドナイフ2の切刃2bと接触して回転し、バンドナイフ2が刃先2aの方向に移動するのを規制するとともに、バンドナイフ2が上下方向に刃ブレするのを防止している。
【0021】
バンドナイフ2の下側を走行する下側水平部分に、バンドナイフ2の切刃2bを研磨する研磨砥石13が設けられている。研磨砥石13は、上下に一対設けられ、バンドナイフ2の走行方向に平行な軸の回りに第2駆動モータ14により回転可能で、外周面に砥面を有し、上側の研磨砥石13aがバンドナイフ2の切刃2bを研磨し、下側の研磨砥石13bが刃先に生じた返りを除去するようになっている。バンドナイフ2の切刃2bは片刃であるので、研磨砥石13はバンドナイフ2の下側水平部分の上側に配置されている。研磨砥石13は、図示しない移動機構によりバンドナイフ2の切刃2bに対して進退可能に設けられている。
【0022】
ナイフガイド3は、
図4に示すように、バンドナイフ2の上側水平部分の下側を支持するように、スライサー1の架台9に設けられている。ナイフガイド3の上面には、バンドナイフ2の切刃2bの近傍でバンドナイフ2の下面を支持する支持部3aが形成されている。ナイフガイド3の下面は、バンドナイフ2の刃先2aに向かって上向きに傾斜する傾斜面3bが形成され、その先端は上面まで達している。ナイフガイド3の支持部3aと傾斜面3bとは鋭角をなしている。
【0023】
支持ローラ4は、本発明のワーク支持部を構成するもので、
図4に示すように、バンドナイフ2の上側を走行する上側水平部分の下側に、バンドナイフ2の刃先2aと近接するように、配置されている。支持ローラ4は、
図2に示すように、バンドナイフ2の上側水平部分と平行な軸の回りに自由回転可能に、スライサー1の架台9に支持されている。支持ローラ4の外周面の頂部とバンドナイフ2の刃先2aとの間の寸法は、
図2に示す第3駆動モータ15により、調整可能になっている。
【0024】
ワーク送り部5は、
図1に示すように、駆動部16と従動部17を備えている。駆動部16と従動部17は、スライサー1の架台9に水平に設けられたレール18に前後して配置され、バンドナイフ2の走行方向に直交する方向に水平移動可能になっている。駆動部16には牽引部19aと押圧部19bとを有する逆U字形の連結アーム19が設けられ、従動部17には連結アーム19の牽引部19aと押圧部19bの間に位置する被連結アーム20が設けられている。駆動部16は、レール18と平行に架台9に設けられたボールねじ21が螺合して貫通するねじ部22が設けられ、ボールねじ21を第4駆動モータ23により回転させることで、従動部17を牽引し、押動するように構成されている。連結アーム19の牽引部19aと被連結アーム20の間には、ロードセル24が設けられている。ロードセル24は、駆動部16が従動部17を牽引するときの荷重を検出できるようになっている。
【0025】
ワーク送り部5は、またワーク保持部25を備えている。ワーク保持部25は、従動部17のナット部26に螺合して垂直に貫通するボールねじ27の下端に取り付けられ、従動部17と一体に移動可能に設けられている。ワーク保持部25は、下面にワークWの上端を固定し、ワークWの下端が自由状態になるように吊り下げた状態に保持する。
【0026】
ワークWは、本実施形態では、
図5に示すように、四角柱、すなわち、矩形断面形状であり、軟質のブロック状の素材である。ワークWはこれに限らず、種々の形状のものを使用することができる。
【0027】
ワーク押出し部6は、ナット部26をベルト28を介して回転させる第5駆動モータ29を備えている。第5駆動モータ29を駆動すると、ナット部26が回転してボールねじ27が昇降し、ワーク保持部25を上昇、下降するようになっている。これにより、ワークWの下端をスライスする厚み(t)だけバンドナイフ2の刃先2aよりはみ出るようにワークWを移動させることができるようになっている。
【0028】
ワークガイド部7は、ワーク外側ガイド部30を備えている。
【0029】
ワーク外側ガイド部30は、ワーク送り部5の従動部17の下方に支柱32により支持された矩形の板形状を有する。ワーク外側ガイド部30は、
図5に示すように、ワークWの外形に沿ってくり抜かれた矩形の開口部33を有し、開口部33の内周縁によりワークWの外周を支持するようになっている。
【0030】
図4に示すように、ワーク外側ガイド部30の下面は、バンドナイフ2の上側に位置し、バンドナイフ2の上面を押さえてガイドするナイフ押さえ部30aとなっている。
【0031】
制御部8は、
図1に示すように、バンドナイフ2の第1駆動モータ11、支持ローラ4の第3駆動モータ15、ワーク送り部5の第4駆動モータ23、ワーク押出し部6の第5駆動モータ29を駆動し、ワークWのスライス動作を制御するとともに、ワーク送り部5の駆動部16と従動部17の間に設けられたロードセル24の信号に基づいて研磨砥石13の第2駆動モータ14及び移動機構を駆動し、バンドナイフ2の切刃2bを研磨する制御を行う。
【0032】
次に、本発明の実施形態に係るスライサー1によるワークWの切断動作について説明する。
【0033】
まず、ワーク送り部5の第4駆動モータ23を逆転駆動し、駆動部16を後退させて従動部17を押動し、ワーク保持部25をバンドナイフ2から離れた原点位置に移動する。また、ワーク押出し部6の第5駆動モータ29を逆転駆動し、ワーク保持部25を上昇させて上方の初期位置に移動する。この状態で、ユーザは、ワーク保持部25の下面にワークWの上端を固定し、ワークWの下端が自由状態になるように吊り下げた状態に保持する。
【0034】
次に、バンドナイフ2の一対のプーリー10a、10bの第1駆動モータ11を駆動し、一対のプーリー10a、10bを回転させて、バンドナイフ2を回転させる。一対のプーリー10a、10bの軸は傾斜しているため、バンドナイフ2が回転している間、バンドナイフ2は一側端にある刃先2aの方向に向かって移動し、規制ローラ12a、12bで規制される。バンドナイフ2の上側水平部分は一方向に走行し、下側水平部分は上側水平部分と反対方向に走行する。
【0035】
ここで、バンドナイフ2の刃先2aは、ワーク外側ガイド部30のナイフ押さえ部30aと、ナイフガイド3の支持部3aの上面との間に挟まれているので、バンドナイフ2の上下のブレは抑制される。
【0036】
ワーク押出し部6の第5駆動モータ29を正転駆動し、ワーク保持部25を下降させて、
図4(b)に示すように、ワークWをスライスする厚み(t)だけバンドナイフ2の刃先2aより下側にはみ出るように移動させる。また、支持ローラ4の第3駆動モータ15を駆動させて、支持ローラ4の外周面の頂部とバンドナイフ2の刃先2aとの間の寸法(s)と、ワークWをスライスする厚み(t)とが、t≧sとなるように、調整する。支持ローラ4とバンドナイフ2の刃先2aとの間の寸法(s)がワークWをスライスする厚み(t)より小さいことで、ワークWは押さえられながらスライスされることになる。
【0037】
続いて、
図6(a)に示すように、ワーク送り部5の第4駆動モータ23を正転駆動し、駆動部16を前進させて従動部17を牽引し、ワーク保持部25をバンドナイフ2に向かって送り出す。これにより、
図6(b)に示すように、バンドナイフ2の刃先2aがワークWに切り込み、バンドナイフ2の刃先2aより下側にはみ出た厚み(t)の部分が切り離されて、支持ローラ4により、下方に案内される。
【0038】
ワークWが柔軟であれば、ワークWの先端がバンドナイフ2の切刃2bに当たって撓み、厚み精度に影響が生じるが、本実施形態のスライサー1では、ワークWがスライスされている間、ワークWの外面はワーク外側ガイド部30にガイドされているので、ワークWの切り込み方向の撓みや倒れが防止され、所定の厚みに高精度で切断される。
【0039】
また、バンドナイフ2は、切刃2bがワークWを切り離す側に設けられた片刃であるので、切り離される側のスライス片を切刃2bの傾斜に沿って下方に案内することができる。また、バンドナイフ2にはワークWを切り離さない側に切刃2bがなく、切り離されない側のワークWの断面を押圧しないので、ワークWの断面は高精度に維持される。
【0040】
図6(c)に示すように、バンドナイフ2の切刃2bにより切り落とされたシート状のスライス片Wsは、下方に排出される。スライス片Wsが切り落とされると、ワーク送り部5の第4駆動モータ23を一旦、停止した後、逆転駆動し、駆動部16を後退させて従動部17を押動し、ワーク保持部25をバンドナイフ2から離れた原点位置に復帰する。
以下同様の動作を繰り返すことにより、ワークWから所定厚さの複数のスライス片Wsを切断する。
【0041】
バンドナイフ2の刃先2aが摩耗すると、バンドナイフ2の切れ具合が劣化するため、本実施形態のスライサー1では、バンドナイフ2の切刃2bを自動的に研磨する。
【0042】
図7に示すように、まず、ステップ101の機械を運転している間は、駆動部16と従動部17の間に設けたロードセル24からの応力信号に基づき、駆動部16が従動部17を牽引するときのスライド荷重を算出する。ステップ102で、スライド荷重が所定の第1閾値より小さいときは、ステップ101に戻って機械の運転を継続する。スライド荷重が所定の第2閾値より大きいとき(過大であるとき)は、機械を停止し、スライド荷重が第1閾値と第2閾値の間にあるときは、ステップ104でバンドナイフ2を連続運転し、ステップ105でバンドナイフ2の切刃2bの研磨を開始する。バンドナイフ2の切刃2bの研磨は、研磨砥石13を回転させながらバンドナイフ2の切刃2bに接触させることにより行う。
【0043】
バンドナイフ2の切刃2bの研磨中に、ステップ106でスライド荷重が第1閾値より小さいくなったときは、ステップ107で研磨を停止し、ステップ101に戻って機械を通常運転する。スライド荷重が第1閾値より大きいときは、ステップ108でバンドナイフ2の連続運転を継続し、ステップ109で研磨を継続する。
【0044】
さらに、ステップ110で、スライド荷重が第1閾値より小さくなったときは、ステップ111で研磨を停止し、ステップ101に戻って機械を通常運転する。スライド荷重が第1閾値より大きいときは、ステップ108に戻ってバンドナイフ2の連続運転と、研磨を継続する。
【0045】
前記実施形態では、ワークWをワーク保持部25に吊り下げるように保持しているが、
図8に示すように、ワークWをワーク保持部25に載せて保持し、ワークWの上端をバンドナイフ2でスライスするようにしてもよい。
また、前記実施形態では、ワーク支持部として支持ローラ4を設けたが、ワーク支持部はローラである必要はなく、ワークを押さえるテーブル等でもよい。
【0046】
前記実施形態ではバンドナイフ2の切れ具合は、ワーク送り部5の駆動部16と従動部17の間に設けたロードセル24によるスライド荷重で判断したが、バンドナイフ2の一対のプーリー10a、10bの駆動抵抗や、バンドナイフ2の刃先2aと反対側の側端が受ける反力等の測定値で判断するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0047】
1…スライサー
2…バンドナイフ
2a…刃先
2b…切刃
3…ナイフガイド
4…支持ローラ(ワーク支持部)
5…ワーク送り部
6…ワーク押出し部
7…ワークガイド部
8…制御部
9…架台
10a、10b…プーリー
11…第1駆動モータ
12a、12b…規制ローラ
13…研磨砥石
14…第2駆動モータ
15…第3駆動モータ
16…駆動部
17…従動部
18…レール
19…連結アーム
19a…牽引部
19b…押圧部
20…被連結アーム
21…ボールねじ
22…ねじ部
23…第4駆動モータ
24…ロードセル(荷重測定手段)
25…ワーク保持部
26…ナット部
27…ボールねじ
28…ベルト
29…第5駆動モータ
30…ワーク外側ガイド部
30a…ナイフ押さえ部
32…支柱
33…開口部
W…ワーク
Ws…スライス片
【要約】
【課題】簡易な制御でブロック状の被加工物をシート状に複数回スライスすることができるスライザーを提供する。
【解決手段】一側端に刃先2aを有するエンドレス帯形状のバンドナイフ2と、ワークWを保持するワーク保持部25と、バンドナイフ2をバンドナイフ2の下側から支持するナイフガイド3と、ワーク保持部25をバンドナイフ2の刃先2aに向かって送り出すワーク送り部5と、ワークWをスライスする厚みだけバンドナイフ2の刃先2aよりはみ出るようにワーク送り部5移動させるワーク押出し部6とを備える。ワークWをワーク押出し部6によるワーク押出し方向と対向する方向から支持するワーク支持部4を備える。ワーク押出し部6の軸に直交する方向から、ワークWの外面を支持するワーク外側ガイド部30を備える。
【選択図】
図1