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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-29
(45)【発行日】2024-09-06
(54)【発明の名称】切断装置用のインペラ、および該インペラを備えた切断装置
(51)【国際特許分類】
B26D 3/28 20060101AFI20240830BHJP
B26D 1/36 20060101ALI20240830BHJP
B26D 7/18 20060101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
B26D3/28 620P
B26D1/36 G
B26D3/28 620K
B26D7/18 D
【請求項の数】
38
(21)【出願番号】P 2023524848
(86)(22)【出願日】2020-10-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-08
(86)【国際出願番号】 US2020056835
(87)【国際公開番号】W WO2022086536
(87)【国際公開日】2022-04-28
【審査請求日】2023-06-20
(73)【特許権者】
【識別番号】504444120
【氏名又は名称】アーシェル ラボラトリーズ，インク．
(73)【特許権者】
【識別番号】523143040
【氏名又は名称】ペプシコ，インク．
(74)【代理人】
【識別番号】110000811
【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】バーバー，キース アラン
(72)【発明者】
【氏名】バクスター，コーレイ エバレット
(72)【発明者】
【氏名】ガン，レベッカ グリン
【審査官】飯田 義久
(56)【参考文献】
【文献】特表２００９－５３４２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５２８８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２３９８３１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】実開昭６１－０３３６７６（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２６Ｄ １／３６
Ｂ２６Ｄ ３／２８
Ｂ２６Ｄ ７／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
切断ヘッド内に同軸に取り付けられるよう構成され、前記切断ヘッドの軸を中心に回転するインペラであって、前記インペラは、
上面、下面、および外周部を有する、下部プレートと、
前記インペラの回転時に、前記下部プレート上に配置された材料を前記インペラの径方向外方に向けて移動させるよう、前記下部プレートとともに構成された複数のパドルと
を有し、
前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルは、前記下部プレートの前記外周部に隣接する外径部を有し、
前記下部プレートに位置する第１排出孔を少なくとも有し、前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面において前記外周部に沿って前記第１排出孔を完全に閉じる壁部を有し、前記第１排出孔は、前記下部プレートを貫通して前記上面に接続される通路を形成し、前記上面上の異物は、前記通路を通って前記インペラから排出される、インペラ。
【請求項2】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記外周部に沿って配置された長手方向の寸法を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項3】
前記第１排出孔は、円形状の断面を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項4】
前記複数のパドルの少なくとも１つは、該パドルの前記外径部から前記インペラの径方向外方に伸長する複数のポストを備える、請求項１に記載のインペラ。
【請求項5】
前記複数のポストは、前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部に沿って間隔を空けて配置され、前記複数のポストの間に間隙を形成し、該パドルの最下部の範囲には下部剪断縁とポストとが備えられておらず、異物が通過して該パドルの前記外径部の周辺から排出されるための第２間隙が形成されている、請求項４に記載のインペラ。
【請求項6】
前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記第２間隙は、該パドルに付随する前記第１排出孔に隣接しており、前記第２間隙は、前記異物が該インペラから排出される際に通過する前記通路の一部を形成している、請求項５に記載のインペラ。
【請求項7】
前記パドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記第１排出孔と連続している、請求項１に記載のインペラ。
【請求項8】
前記パドルの少なくとも１つのパドルは、前記インペラの回転時に材料と接触する面を有し、前記第１排出孔は、該パドルの前記面に隣接して配置されるとともに、該パドルの前記面に沿って伸長する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項9】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面に対して垂直ではない壁部を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項10】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面に対して垂直ではない径方向の最外壁部を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項11】
前記第１排出孔の前記径方向の最外壁部は、前記下部プレートの前記上面から前記下面にかけて、垂直方向から２５度以下の角度で径方向内方に向けて傾斜する、請求項１０に記載のインペラ。
【請求項12】
前記第１排出孔の前記径方向の最外壁部は、前記下部プレートの前記上面から前記下面にかけて径方向外方に向けて傾斜する、請求項１０に記載のインペラ。
【請求項13】
前記第１排出孔は、約８ｍｍ（５／１６インチ）以上の最小断面寸法を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項14】
前記第１排出孔は、約３０ｍｍ（約１．２インチ）の最大径寸法を有する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項15】
前記第１排出孔の径方向寸法および周方向寸法は、それぞれ、約８ｍｍ以上３０ｍｍ以下（約５／１６インチ以上１．２インチ以下）と、約８ｍｍ以上５０ｍｍ以下（約５／１６インチ以上２インチ以下）である、請求項１に記載のインペラ。
【請求項16】
前記第１排出孔の径方向寸法および周方向寸法は、それぞれ、約９．５ｍｍ以上１２．５ｍｍ以下（約３／８以上０．５インチ以下）と、約１９ｍｍ以上約３２ｍｍ以下（約０．７５インチ以上１．２５インチ以下）である、請求項１に記載のインペラ。
【請求項17】
前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記下部プレートの前記外周部から間隔を空けて配置されるおり、前記外径部と前記外周部との間には径方向間隙が存在する、請求項１に記載のインペラ。
【請求項18】
前記第１排出孔の少なくとも一部は、前記下部プレートの前記外周部と前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部との間の前記径方向間隙内に位置する、請求項１７に記載のインペラ。
【請求項19】
前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記下部プレートの前記外周部に隣接しており、前記第１排出孔は、前記外径部および前記外周部に隣接している、請求項１に記載のインペラ。
【請求項20】
環状の切断ヘッドと、前記切断ヘッドに対する回転方向に前記切断ヘッドの軸を中心とした回転を可能に、前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられたインペラとを備える切断装置であって、前記切断ヘッドは複数の刃部を有し、該複数の刃部のそれぞれは、前記インペラの回転方向とは反対方向に、前記インペラに対して径方向内方に向けて伸長しており、前記インペラは、上面、下面、および外周部を有する下部プレートと、
前記インペラの回転時に、前記下部プレート上に配置された材料を前記インペラの径方向外方に向けて移動させるよう、前記下部プレートとともに構成された複数のパドルとを有し、前記パドルの少なくとも１つのパドルは、前記下部プレートの前記外周部に隣接する外径部を有し、
前記下部プレートに位置する少なくとも第１排出孔を有し、前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面において前記外周部に沿って前記第１排出孔を完全に閉じる壁部を有し、前記第１排出孔は、前記下部プレートを貫通して伸長して前記上面に接続された通路を形成し、前記上面上の異物は、前記通路を通って前記インペラから排出される、切断装置。
【請求項21】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記外周部に沿って配置されたの長手方向の寸法を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項22】
前記第１排出孔は、円形状の断面を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項23】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記外径部から前記インペラの径方向外方に伸長する複数のポストをさらに備える、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項24】
前記複数のポストは、前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部に沿って間隔を空けて配置され、前記複数のポストの間に間隙を形成し、前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの最下部の範囲には、下部剪断縁とポストとは備えられておらず、異物が通過して前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルの前記外径部の周囲から前記異物が排出されるための第２間隙が形成されている、請求項２３に記載の切断装置。
【請求項25】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記第２間隙は、前記複数のパドルの少なくとも１つのパドルに付随する前記第１排出孔に隣接しているため、前記第２間隙は、異物が前記インペラから排出される際に通過する前記通路の一部を形成している、請求項２４に記載の切断装置。
【請求項26】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記第１排出孔と連続している、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項27】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルは、前記インペラの回転時に材料と接触する面を有し、前記第１排出孔は、該パドルの前記面に隣接して配置されるとともに、該パドルの前記面に沿って伸長する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項28】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面に対して垂直ではない壁部を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項29】
前記第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面に対して垂直ではない径方向の最外壁部を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項30】
前記第１排出孔の前記径方向の最外壁部は、前記下部プレートの前記上面から前記下面にかけて、直角から２５度以下の角度で径方向内方に向かって傾斜する、請求項２９に記載の切断装置。
【請求項31】
前記第１排出孔の前記径方向の最外壁部は、前記下部プレートの前記上面から前記下面にかけて径方向外方に向かって傾斜する、請求項２９に記載の切断装置。
【請求項32】
前記第１排出孔は、約８ｍｍ（約５／１６インチ）以上の最小断面寸法を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項33】
前記第１排出孔は、約３０ｍｍ（約１．２インチ）の最大径寸法を有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項34】
前記第１排出孔の径方向寸法および周方向寸法は、それぞれ、約８ｍｍ以上３０ｍｍ以下（約５／１６インチ以上１．２インチ以下）と、約８ｍｍ以上５０ｍｍ以下（約５／１６インチより大きく２インチ以下）である、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項35】
前記第１排出孔の径方向寸法および周方向寸法は、それぞれ、約９．５ｍｍ以上１２．５ｍｍ以下（約３／８インチ以上０．５インチ以下）と、約１９ｍｍ以上３２ｍｍ以下（約０．７５以上１．２５インチ以下）である、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項36】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記下部プレートの前記外周部から間隔を空けて配置されており、前記外径部と前記外周部との間には径方向間隙が存在する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項37】
前記第１排出孔の少なくとも一部は、前記下部プレートの前記外周部と前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記外径部との間の前記径方向間隙内に位置する、請求項３６に記載の切断装置。
【請求項38】
前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルの前記外径部は、前記下部プレートの前記外周部に隣接しており、前記第１排出孔は、前記外径部および前記外周部に隣接している、請求項２０に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、食品をスライスすることを含む、製品を切断するための装置に関する。具体的には、本発明は、切断装置に用いるインペラに関する。
【背景技術】
【0002】
野菜、果実、乳製品、肉製品などの食品をスライスし、細断し、粒状に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））」のブランド名で市販されている。モデルＣＣシリーズの装置は、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、千切り、細断、および粒状化を行うのに適している。モデルＣＣシリーズの装置の構成および態様に関しては、米国特許第３，１３９，１２８号公報、米国特許第３，１３９，１２９号公報、米国特許第５，６９４，８２４号公報、米国特許第６，９６８，７６５号公報、米国特許第７，６５８，１３３号公報、米国特許第８，１６１，８５６号公報、米国特許第９，１９３，０８６号公報、米国特許第９，１９３，０８６号公報、米国特許第１０，４５６，９４３号公報、および、米国特許出願公開第２０１６／０３６１８３１号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。
【0003】
図１は、モデルＣＣシリーズの装置１０を模式的に示す断面図である。装置１０は、略環状の切断ヘッド１２と、切断ヘッド１２内に同軸に取り付けられたインペラ１４とを有する。インペラ１４は、切断ヘッド１２の中心軸と一致する回転軸１７を有し、ハウジング１８内に収容され、かつ、ギアボックス１６に連結されたシャフト（図示せず）を介して、回転軸１７を中心に回転駆動される。切断ヘッド１２は、ギアボックス１６の上方にあるサポートリング１５に取り付けられ、インペラ１４が回転する際には静止している。製品は、インペラ１４の上方に位置するホッパ１１を介して、切断ヘッド１２およびインペラ１４に運ばれる。作動時に、ホッパ１１が製品をインペラ１４に運ぶと、遠心力により、製品は外方に移動し、切断ヘッド１２の周囲に沿って取り付けられた切断刃部（図示せず）との係合部へ運ばれる。インペラ１４は、実質的に径方向を向いたパドル１３を備え、それぞれのパドル１３は、インペラ１４が回転するにしたがって、製品と係合し、かつ、製品を径方向外方に向けさせ、切断ヘッド１２の刃部に接触させるための面を有する。モデルＣＣシリーズの装置の構成および操作に関するその他の特徴に関しては、上記の公報に開示されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0004】
図２は、図１に模式的に示した装置１０を含む、モデルＣＣシリーズのスライス装置に使用される切断ヘッド１２の具体的かつ非限定的な例を取り出して示す図である。図２に示した切断ヘッド１２について、図１を参照して説明されるインペラ１４を備えた、図１に示したスライス装置１０を参照にしつつ説明する。切断ヘッド１２およびインペラ１４の同軸配置に基づいて、「軸方向」、「周方向」、「径方向」などの相対的な用語、および、これらに関連する表現が、図２に示された切断ヘッド１２を説明するために以下で使用される。
【0005】
図２に示されるように、切断ヘッド１２は、略環状で、その周囲に取り付けられた切断刃部２０を備える。図２では、刃部２０は、フラットなスライスを生産するために直線状の刃先を備える、このような刃先を「フラットな刃部」と記述するが、切断ヘッド１２には、たとえば、波形、千切り、細断、あるいは粒状の製品を生産するために、刃に対して垂直方向から見てピークおよび谷を交互に備えた周期的パターンからなる「波形刃部」を含むがこれに限定されない、他の形状の刃部を使用することもできる。それぞれの刃部２０は、切断ヘッド１２内でのインペラ１４の回転方向とは逆方向であって、径方向内方に突出し、刃部の径方向に関して最も内側には刃先が設けられている。切断ヘッド１２は、下部支持リング２２および上部支持リング２４をさらに備え、これらの間には、周方向に間隔をあけて配置され、下部および上部支持リングに対してファスナ３６で固定された支持セグメント（シュー２６）をさらに備える。それぞれのシュー２６は、切断ヘッド１２の切断ステーションを形成する。
【0006】
切断ヘッド１２の刃部２０は、ナイフアセンブリ２８によってそれぞれのシュー２６に固定される。それぞれのナイフアセンブリ２８は、支持リング２２および２４の間でこれらに取り付けられたナイフホルダ３０と、刃部２０を固定するためにナイフホルダ３０の径方向外面に配置されたクランプ３２とを含む。それぞれの刃部２０は、１つのナイフホルダ３０の径方向外側面によって支持され、対応するクランプ３２はナイフホルダ３０上にあるため、刃部２０は、ナイフホルダ３０と、ナイフホルダ３０と向き合うクランプ３２の径方向内面との間に位置する。クランプ３２に対してナイフホルダ３０の方向に向けて力を加えることにより、クランプ３２は、刃部２０のうちの刃先に隣接する部分にクランプ力を付与する。
【0007】
図２は、それぞれのシュー２６に固定されたゲート４０をさらに示す。食品は、ゲート４０を横切ってから、後続するシュー２６に取り付けられた刃部２０に接する。刃部２０の刃先および先行するゲート４０の後縁により、刃部２０によって生産されるスライスの厚さを決定するゲート開口部が形成される。
【0008】
図３は、図１に模式的に示した装置１０を含む、モデルＣＣシリーズのスライス装置に使用されるインペラ１４の具体的かつ非限定的な例を取り出して示す図である。図３は、異なる数のパドル１３をインペラ１４の別の位置に取り付けることができるよう、追加の取付孔３４を設けることができることを示している。また、取付孔３４の配置は、パドル面の外径側の範囲の最も外側で終端するインペラ１３の径方向に関するそれぞれのパドルの向きまたはピッチを決定する。
【0009】
遠心タイプのモデルＣＣシリーズの装置は、その用途に対して最適に機能するが、装置のメンテナンスに関する改良を含む、さらなる改良が継続的に要求かつ追及されている。非限定的な例として、ジャガイモなどの食品に頻繁に付随する石やその他の破片との衝突によって損傷を受けやすい刃先を有する、刃部２０の交換が挙げられる。図３および図４は、インペラ１４のパドル１３に、パドル１３の外径部に沿って間隔を空けて配置された複数のポスト４２を備え、複数の間隙４４を形成するアプローチを示す。これらの間隙を通じて、石やその他の破片が、インペラ１４のパドル１３または切断ヘッド１２の刃部２０を損傷することなく切断ヘッド１２から排出される。ポスト４２は、それぞれのパドル１３の外径部の表面にねじ込むことによって、交換可能である。図３および図４に示したように、パドル１３の最上部および最下部の範囲にはポスト４２は存在しておらず、その代わりに、切断ヘッド１２の周囲における堆積物の蓄積を抑制する上部剪断縁４６および下部剪断縁４８を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、少なくとも、食品に適した遠心タイプのスライス装置を含む、さまざまな製品の切断装置と、そのような装置に適用可能なインペラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様によれば、インペラは、切断ヘッドの軸を中心として回転することが可能に、該切断ヘッド内に同軸に取り付けられている。前記インペラは、上面、下面、および外周部を有する下部プレートと、該下部プレートとともに構成された複数のパドルとを含み、該パドルは、下部プレート上に配置された材料を、前記インペラの回転時の遠心力の勢いで、該インペラの径方向外方に向けて移動させるよう構成される。前記複数のパドルのうちの少なくとも１つのパドルは、前記下部プレートの前記外周部に隣接する外径部を有する。少なくとも第１排出孔が前記下部プレートに配置され、該第１排出孔は、前記下部プレートの前記上面に前記外周部に沿って該第１排出孔を完全に閉じる壁部を有する。前記第１排出孔は、前記下部プレートを貫通して、前記上面に接続された通路を形成し、前記上面にある異物は、前記通路を通って前記インペラから排出されることが可能となっている。
【0012】
上述した構成のインペラと該インペラを備えた切断装置の技術的な特徴により、非限定的な例としてはジャガイモなどの食品など、切断する材料または製品に付随する石やその他の異物が切断装置の刃部およびナイフホルダに衝突して損傷を与える可能性を低減させることができる。
【0013】
本発明の他の態様および利点は、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】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
図５～図１６は、図１に示した遠心タイプのスライス装置１０および図２に示した切断ヘッドを含むさまざまな切断装置に使用可能なインペラとその部品、あるいは、該装置に交換および変更を施した構造の非限定的な実施形態を模式的に示す。便宜上、本発明の非限定的な実施形態は、図１および図２に示した環状の切断ヘッド１２を備える、図１に示したスライス装置１０を参照して図示し、説明する。したがって、以下の説明は、スライス装置１０および切断ヘッド１２を参照して、主に本発明の特定の特徴に焦点を当てているが、以下に詳述しないその他の特徴については、構造、機能、材料などを含めて、図１、図３、および図４に示したインペラを参照して説明したのと実質的に同様である。ただし、本発明は、その他のタイプの切断装置にも適用可能である。そのような装置は特に食品のスライスに最適であるが、図示したインペラを他のタイプのさまざまな材料を切断する切断装置に使用することも本発明の範囲内である。
【0016】
図示した実施形態に関する以下の説明を容易にするため、図１に示したインペラ１４によって表される、切断ヘッド１２内のインペラの方向に関して相対的な用語が使用される。図１に示した装置１０の切断ヘッド１２およびインペラ１４の同軸配置に基づき、相対的な用語には、「軸方向」、「周方向」、「径方向」などが含まれる、これらと同様の語も、図示された非限定的な実施形態を説明する上で利用され得る。そのような相対的な用語はすべて、図示された実施形態を説明するために有用であるが、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0017】
図５、図６、および図７は、本発明の第１の非限定的な実施形態によるインペラ６０を模式的に示す図である。図１、図３、および図４に示したインペラ１４と同様に、インペラ６０は、実質的に径方向を向いたパドル６２を備え、それぞれのパドル６２は、インペラ６０が回転軸を中心に回転するにともない、製品に係合して、該製品を切断ヘッド１２の刃部２０に向けて径方向外方に導く面６４を有する。より具体的には、インペラ６０に入った製品は、インペラ６０の回転により発生した遠心力によって径方向外方に移動され、製品がパドル６２に接触すると、径方向外方へに移動していた製品は、パドル６２によって、切断ヘッド１２の刃部２０に移動される。図５、図６、および図７に示した非限定的な実施形態におけるパドル６２は、下部プレート６６と、環状の上部プレート６８との間に配置されている。インペラ６０は、下部プレート６６と上部プレート６８との間に取り付けられ固定された、個別に形成されたパドル６２から構成されてもよく、あるいは、パドル６２は、下部プレート６６と上部プレート６８と一体の部品としてキャスト成形されることもできる。前者の場合は、インペラ６０およびその部品はキャスト成形以外の工程によって形成することができ、一般的に使用されるＭＡＢ合金に加えて、さまざまな材料で形成することができる。
【0018】
図５、図６、および図７に示した非限定的な実施形態では、パドル６２は、下部プレート６６と上部プレート６８に機械加工された、それぞれ対応する取付孔７４にボルト７０およびピン７２で個別に取り付けられるが、下部プレート６６と上部プレート６８とが、たとえばポストまたは接続ロッドなど、任意の適切な手段によって連結された結果として、パドル６２のいずれかが下部プレート６６あるいは上部プレート６８の一方のみに直接的に取り付けられ、下部プレート６６あるいは上部プレート６８の他方に間接的に取り付けられることも、本発明の範囲内である。図５に示したように、下部プレート６６および／または上部プレート６８に追加の取付孔７４を設け、異なる数のパドル６２をインペラ６０に取り付けることができる。取付孔７４の配置は、パドル面６４の最も外径側にある範囲で終端するインペラ６０の径方向に関するそれぞれのパドル面６４の向きまたはピッチを決定する。取付孔７４の配置は、パドル面６４のピッチが負（それぞれのパドル６２の面６４は、インペラ６０の径方向を向いておらず、それぞれのパドル面６４の径方向の最も内側にある範囲は、インペラ６０の径方向に対してインペラ６０の回転方向から離れる方向に傾斜している）、中立（それぞれのパドル６２の面６４は、インペラ６０の径方向を向いている）、または、正（それぞれのパドル６２の面６４は、インペラ６０の径方向を向いておらず、それぞれのパドル面６４の径方向の最も内側にある範囲は、インペラ６０の径方向に対してインペラ６０の回転方向に向けて傾斜している）となるように選択することができる。
【0019】
図６は、パドル６２の１つを示し、パドル６２の外径部７８は、下部プレート６６の外周部６７に近接している。図５、図６、および図７に示した非限定的な実施形態では、パドル６２の外径部７８は、下部プレート６６の外周部６７に隣接しているが、外周部６７とは接続してはいないため、外径部７８と外周部６７との間には、径方向の間隙または距離が存在する。それぞれのパドル６２の外径部７８は、略直線状であり、インペラの軸方向に配置される（図６の上部から底部）。パドル６２の好適な寸法は、加工される食品のサイズに部分的に依存するため、大幅に変更可能である。図示したように、それぞれのパドル６２の最も内径側の範囲は、上部プレート６８に近づくにつれて径方向外方に湾曲しているが、直線状を含むその他の形状および輪郭を有することもできる。図５および図６は、それぞれのパドル６２の面６４に設けられた、任意の特徴である軸方向の溝８０をさらに示す。溝８０は、円形あるいは球形の製品がパドル６２と係合する際に回転することを抑制することを可能とする。
【0020】
図５、図６、および図７に示した非限定的な実施形態では、パドル６２は、外径部７８から伸長し、外径部７８に沿って間隔を空けて配置された複数のポスト８２を備える。ポスト８２により複数の間隙８４が形成され、異物（切断する材料または製品に付随するおよび／またはこれらに予め含まれていた石や、その他あらゆるタイプの混入物）は、間隙８４を通って、パドル６２または刃部２０および切断ヘッド１２のナイフホルダ３０を損傷することなく通過することが可能となっている。ポスト８２は、たとえば、それぞれのパドル６２の外径部７８に交換可能に螺合することができる。ポスト８２は略円錐形の形状を有しており、その円錐形の輪郭がパドル６２の面６４と同一平面に存在するような角度を有することができる。図５および図６から明らかなように、それぞれのパドル６２の最上部は、ポスト８２を有しておらず、その代わりに、それぞれのパドル６２の外径部７８から突出する上部剪断縁８６（図４に示した上部剪断縁４６に相当）を有する。それぞれのパドル６２の最下部は、その外径部７８によって全体が形成され、図４に示した下部剪断縁４８と、ポスト８２とをいずれも有しておらず、外径部７８のうちのパドル６２の最も下に位置するポスト８２の下方にある部分に沿って、より大きな間隙８８を形成している。図５および図６に示した具体的かつ非限定的な構成では、上部剪断縁８６およびポスト８２の遠位端は、パドル６２の最も外径側にある部分を画定し、より大きな間隙８８は、比較的大きな石やその他の異物をパドル６２およびその外径部７８の周囲から排出するために通過させることができる下部開口部を形成する。図５、図６、および図７は非限定的な実施形態を示しているため、ポスト８２の数および配置、下部剪断縁（たとえば、図４に示した下部剪断縁４８に相当）の具備、および、いずれかのまたはすべてのポストおよび／または剪断縁の省略を含む、その他の構成も採ることが可能である。
【0021】
図５、図６、および図７は、下部プレート６６に形成された複数の排出孔９０を示す。排出孔９０は、下部プレート６６の外周部６７に沿って、それぞれのパドル６２の外径部７８に近接して、かつ、間隔を空けて配置され、石やその他の異物を通過でき、その後で切断ヘッド１２に接触することなく、インペラ６０から排出させることができる通路を形成する。したがって、排出孔９０は、インペラ６０のパドル６２と、切断ヘッド１２の刃部２０およびナイフホルダ３０とに損傷が加わるリスクを回避または少なくとも低減させることができる。図５においては、複数の排出孔９０が、取付孔７４によって実現されるパドル６２のさまざまな位置に対応して選択できるように配置されている。パドル６２が代替的な位置を採らない場合には、それぞれの排出孔９０ごとに単一のパドル６２を配置することもできる。
【0022】
排出孔９０は取付孔７４とは異なる機能を有するため、そのサイズ、形状、および／またはインペラ６０の下部プレート６６における位置は、取付孔７４とは異なる。図５に示したように、排出孔９０は、下部プレート６６の外周部６７に隣接して配置され、外径部７８および／またはパドル６２の面６４に近接あるいは連続して配置され、その長手方向の寸法が、下部プレート６６の外周部６７に沿って周方向を向くように配置されている。図５、図６、および図７に示した非限定的な実施形態から明らかであるように、排出孔９０のいくつかあるいはすべては、１つ以上のパドル６２の外径部７８のすぐ隣にあるいは選択的に連続するよう形成されるため、それぞれの排出孔９０の少なくとも一部は、１つ以上のパドル６２の外径部７８の径方向のすぐ外側に、つまり、外径部７８とインペラ６０の外周部６７との間に存在する。追加的に、１つ以上のパドル６２の外径部７８は、排出孔９０の径方向内側部分の上を径方向に突出することもできるが、パドル６２の外径部７８が排出孔９０の上を径方向に突出しないように構成することもできる。より大きな間隙８８がパドル６２の下端に存在する場合には、それぞれの間隙８８は、排出孔９０に隣接する、あるいは、排出孔９０の１つと連続するため、それぞれの間隙８８は、石やその他の異物がインペラ６０から排出される通路の一部を形成するとともに、次に後続するパドル６２まで異物を移動させ、該後続するパドル６２に付随する排出孔９０を通ってインペラ６０から排出させるための別の通路を形成する。
【0023】
図５～図７に示したように、排出孔９０は下部プレート６６の上面６６Ａにおいて外周部６７と交わらず、上面６６Ａにおいて外周部６７から径方向内側に間隔を空けて配置され、下部プレート６６の上面６６Ａにおいて外周部６７に沿ってそれぞれの排出孔９０を完全に閉じる壁部９６を形成する。図６および図７からより明らかであるように、排出孔９０は、上面６６Ａおよび下面６６Ｂとの間で下部プレート６６を垂直に完全に貫通するため、壁部９６は、下部プレート６６の外周部６７の全体に沿って排出孔９０を完全に閉じている。排出孔９０の径方向の最内壁部９２および／または径方向の最外壁部９４は、下部プレート６６の上面６６Ａに対して垂直であってもよいが、図６および図７においては、排出孔９０の径方向の最内壁部９２および径方向の最外壁部９４は、下部プレート６６の上面６６Ａに対して垂直ではない。さらに、図示のように、排出孔９０の径方向の最外壁部９４は傾斜しているため、上部プレート面６６Ａにおいて、それぞれの排出孔９０の径方向で最も外側にある部分は、下部プレート面６６Ｂにおける排出孔９０の径方向で最も外側の部分よりも径方向外側に存在する。そのため、排出孔９０は、上面６６Ａから下面６６Ｂにかけて径方向内側に向けて傾斜している。下部プレート６６の外周部６７を形成する面は、下部プレート６６の上面６６Ａに対して垂直であってもよいが、図５～図７に示した特定の実施形態においては、外周部６７の表面はテーパ状となっており、それぞれの排出孔９０の径方向の最外壁部９４の傾斜角（α）は、外周部６７の表面とほぼ相補的に傾斜している。このため、壁部９６は、下部プレート６６の上面６６Ａと下面６６Ｂとの間で均一の厚さを有する。構造上の強度のためには有益であるが、壁部は必ずしも均一な厚さを有していなくてもよい。たとえば、排出孔９０が上面６６Ａから下面６６Ｂにかけて径方向外方に向けて傾斜する構成とすることもできる。
【0024】
排出孔９０にはさまざまな形状を採用できるが、実用的には、長手方向が下部プレート６６の外周部６７に沿って周方向に向くように配置された長円形状に形成され、下部プレート６６の閉じた周囲との組み合せにより、石やその他の異物が刃部２０または切断ヘッドの他の部品に接触することなく排出孔９０から排出されることを可能にする。切断する製品の形状および／またはサイズ、並びに、接触する可能性のある異物の形状およびサイズに応じて、排出孔９０にはさまざまなサイズや形状を採用し得る。ジャガイモなどの根菜類を含む、デンプンを含有する製品をスライスする際に考慮すべき点は、スライスの工程で放出されるデンプンが排出孔９０を塞ぐ可能性があることである。この理由から、ジャガイモをスライスする際の排出孔９０の径方向および／または周方向を含む、下部プレート６６の上面６６Ａおよび下面６６Ｂに平行な平面における最小断面寸法は、約４．５ｍｍ（約３／１６インチ）であると考えられる。フライドポテトおよびポテトチップスを生産するために一般的に使用されるサイズのジャガイモをスライスする場合には、許容範囲内のスライスを行うためには、排出孔９０の最大径方向寸法（インペラ６０の径方向における排出孔９０の幅）は約３０ｍｍ（約１．２インチ）であると考えられる。より一般的には、特に好適な径方向の寸法は、約８ｍｍ（約５／１６インチ）以上約３０ｍｍ（約１．２インチ）以下で、周方向の寸法は約８ｍｍ（約５／１６インチ）以上約５０ｍｍ（約２インチ）以下であり、より好ましくは、それぞれ約９．５ｍｍ（約０．３７５インチ）以上約１２．５ｍｍ（約０．５インチ）以下で、および、約１９ｍｍ（約０．７５インチ）以上約３２ｍｍ（約１．２５インチ）以下である。実用的には、排出孔９０の径方向および周方向の寸法は、約１２．５ｍｍ×約２５ｍｍ（約０．５インチ×１インチ）であることが好ましい。
【0025】
図８は、図５～図７に示したインペラ６０の回転軸に沿って垂直にインペラ６０に侵入した石（あるいはその他の異物）１１０の典型的な軌跡を示す。石１１０は、インペラ６０の回転によって発生した遠心力の影響下で下部プレート６６の上面６６Ａを水平に移動し、その後、下部プレート６６の排出孔９０の１つを通って下方に移動する。図８に示さている複数の石１１０のうちの最後の２つあるいは３つは、石が製品に埋め込まれていて、切断中に取り外された場合に通過する可能性のあるルートを示している。
【0026】
図９Ａは、排出孔９０の１つに接触し、排出孔９０を通って移動する石１１０の典型的な軌跡を示す。図９Ａから明らかであるように、石１１０の軌跡は、石１１０が下部プレート６６の上面６６Ａを通過後、排出孔９０を通って下向きになる前に、排出孔９０の径方向の最外壁部９４に衝突することを示している。したがって、径方向の最外壁部９４によって形成される排出孔９０の縁部の状態、特に、下部プレート６６の上面６６Ａに対する角度は、石１１０が径方向の最外壁部９４に衝突した後は、跳ねて排出孔９０を飛び出して刃部２０に衝突したり、図９Ａに示した隣接するナイフホルダ３０の下端部に衝突したりするのではなく、排出孔９０を通って落下することを促進するよう調整される。最適な角度は、排出孔９０のサイズおよび形状と、異物の弾性、サイズ、および質量と、インペラ６０の回転速度とに依存するが、実用的には、排出孔９０が図示したように径方向内方に傾斜する場合には、直角から約２５度以下の角度（α）（一般的には、下部プレート６６の上面６６Ａに対して約６５度以上）であると、異物が排出孔９０を通って下方へより強制的に排出することができる。
【0027】
図９Ｂは、排出孔９０の代替的な構成を模式的に示し、下部プレート６６の上面６６Ａと下面６６Ｂとの間で径方向寸法が大きくなる、テーパ状の排出孔９０の潜在的な利点を明らかにしている。下部プレート６６の上面６６Ａに対する径方向の最外壁部９４の角度（α）は、石１１０が径方向の最外壁部９４に衝突した後に排出孔９０を通って落下することを促進するよう調整される。排出孔９０は、図示の例では、垂直から約１０度の角度（α）で径方向外向きに傾斜しているが、最適な角度は、排出孔９０のサイズおよび形状と、異物の弾性、サイズ、および質量と、インペラ６０の回転速度とに依存する。また、図９Ｂは、排出孔９０の径方向の最外壁部９４に相補的な傾斜を有する、下部プレート６６の外周部６７を形成する面と、ナイフホルダ３０の下端の径方向内側面とを示す。
【0028】
図９Ａ～図９Ｂからさらに明らかであるように、排出孔９０の径方向寸法（インペラ６０の径方向における排出孔９０の幅）は、石およびその他の異物が径方向最外壁部９４に衝突した後、あるいは単純に下部プレート６６の上面６６Ａから排出孔９０を通って落下する際に、確実に排出孔９０を通って落下するのに十分な大きさを有していなければならない。図１０は、後者の場合を示す。
【0029】
図７および図９Ａに示した特定の実施形態では、図示した排出孔９０の壁部は、互いに異なる角度を有する複数の壁面領域によって形成される。そのような構成により、石およびその他の異物が排出孔９０を通って排出されることが促進されると考えられ、これにより、刃部２０、ナイフホルダ３０、パドル６２などが損傷するリスクを低減させるとともに、ナイフホルダ３０とパドル６２の外径部７８との間に異物が挟まるリスクを低減させる。図１１は、排出孔９０の典型的な構造を示し、排出孔９０の径方向の最外壁部９４を含む傾斜壁部１００を示す。導入壁面１０２は、下部プレート６６の上面６６Ａに対して約４５度の角度を有するよう配置されている。排出壁面１０４は、排出孔９０の径方向の最外壁部９４を変更することなく、排出孔９０下部出口のサイズを大きくするよう機能する。図１１に示した構造により、下部プレート６６の下面６６Ｂにおける排出孔９０の下部出口は、排出孔９０を通ってインペラ６０から石およびその他の異物を排出することを促進するため、下部プレート６６の上面６６Ａにおける排出孔９０の上部入口よりも大きくなっている。図１１に示した排出孔９０の構造は、石１１０をインペラ６０から排出させることに特に効果的であるが、上述した排出孔の構成に限定することなく、その他の機械加工方法および排出孔の構成を採用することもできる。
【0030】
図１２Ａ～図１４Ｂは、排出孔９０の径方向の最内壁部９２および径方向の最外壁部９４が、インペラ６０の下部プレート６６の上面６６Ａに対して垂直である、非限定的な実施形態を示す。図１２Ａ～図１４Ｂでは、下部プレート６６の外周部６７を形成する面も下部プレート６６の上面６６Ａに対して垂直であるため、排出孔９０の向きは外周部６７の面に対して相補的であり、壁部９６は、下部プレート６６の上面６６Ａと下面６６Ｂとの間で均一な厚さを有する。径方向の最内壁部９２および径方向の最外壁部９４は互いに平行である必要はなく、外周部６７の面に対して平行である必要もない。径方向の最内壁部９２あるいは径方向の最外壁部９４のいずれかおよび／または外周部６７は、下部プレート６６の上面６６Ａに対して傾斜すること、あるいは、垂直であることも可能である。
【0031】
また、図１２Ａ～図１２Ｃは、径方向で最も外側の範囲が異なる形状を有するパドル６２を示す。図１２Ａ～図１２Ｃに示したパドル６２は、図５～図８に示したパドル６２の径方向長さよりも短い径方向長さと、同様のサイズとを有するパドル６２を共有している。図１２Ａに示したパドル６２は、図５～図８に示したパドル６２と同様に、パドル６２の最下部の範囲には、図４に示した下部剪断縁４８と、ポスト８２を有していないため、下部プレート６６の上面６６Ａの真上に、外径部７８の軸方向の面に沿って、比較的大きな石やその他の異物をパドル６２の外径部７８の周囲から排出するよう通過させるための、前述したような大きな間隙８８が形成されている。図１２Ｂに示したパドル６２は、図５～図８および図１２Ａに示したパドル６２とは異なり、追加的なポスト８２がパドル６２の最下部の範囲における外径部７８の軸方向の面に取り付けられているため、上面６６Ａの真上における外径部７８の軸方向の面に沿った大きな間隙８８の長さは、図５～図８および図１２Ａに示したパドル６２の間隙８８の長さよりも小さい。図１２Ｃに示したパドル６２は、図５～図８、図１２Ａ、および図１３に示したパドル６２とは異なり、剪断縁８６（図４の剪断縁４８と同様）は、パドル６２の最下部の範囲において外径部７８の下方で突出しており、大きな間隙８８の長さは図５～図８および図１２Ａに示したパドル６２の間隙８８の長さよりも小さいため、大きな間隙８８は、上面６６Ａの上方に存在するが、剪断縁８６の高さの分だけ上面６６Ａから間隔を空けて配置されている。
【0032】
図１３Ａは、溝８０およびポスト８２を有さないパドル６２を模式的に示す。パドル６２の外径部７８は、排出孔９０の上を完全に突出している。さらに、パドル６２は、パドル６２の面６４に機械加工またはその他の方法で形成されたテーパ状のレリーフによって形成され、スライス中に製品と係合する、大きな間隙８８を有する。図示したように、大きな間隙８８は、パドル６２の外径部７８のすぐ隣に、排出孔９０と一致するように配置され、石１１０は排出孔９０を通って下方に移動される。
【0033】
図１３Ｂは、面６４に溝８０を有さないパドル６２を模式的に示す。パドル６２の外径部７８は、排出孔９０の上のいずれにも突出していない。さらに、パドル６２は、個別に製造されてパドル６２の外径部７８に取り付けられる、前述したポスト８２の代わりに、パドル６２の外径部７８から突出するポスト８２が機械加工により形成されている。図示したように、最下位のポスト８２は、排出孔９０と一致するように間隙８８を形成し、比較的大きな石やその他の異物は、間隙８８を通ってパドル６２の外径部７８の周囲から排出される。
【0034】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、排出孔９０の別の配置および構成を模式的に示す。図示した排出孔９０は、スライス中に製品と係合するパドル６２の面６４に隣接し、面６４に沿って伸長している。図１４Ａでは、排出孔９０は長方形の形状を有するが、図１４Ｂでは、排出孔９０は半円形の形状を有する。正方形や円形など、排出孔９０について上述した断面寸法を満たす形状であれば、その他の形状を採用することも可能である。
【0035】
図１５および図１６は、外周部６７全体に沿って周方向に間隔を空けて配置された排出孔９０（それぞれ、長円および円形）を有するよう製造されたインペラ６０の他の非限定的な実施形態の下部プレート６６を模式的に示す。場合によっては、排出孔９０は、外周部６７全体に沿って周方向に等間隔で配置される。いずれの場合でも、排出孔９０は、排出孔９０について上述したのと同様の断面寸法を有することができる。図１５および図１６に示した実施形態に関する、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５～図１４Ｂに示した実施形態に関する説明のとおりである。
【0036】
以上のように、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。たとえば、スライス装置１０、切断ヘッド１２、インペラ６０、およびこれらそれぞれの部品は、図示の態様および構造とは異なっていてもよい。スライス装置１０、切断ヘッド１２、および／またはインペラ６０の特定の部品の機能は、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、これらの製造においては、さまざまな材料を採用することができる。さらに、本発明は、特定の実施形態の１つ以上の特徴または特性を有していない、あるいは、開示された異なる実施形態の２つ以上の特徴または特性を組み合わせた、追加的または代替的な実施形態を包含する。したがって、本発明は、本明細書に記述された実施形態または図示された実施形態に限定されない。また、図示した実施形態を説明する目的で本明細書において使用した語法および用語は、本発明の範囲を限定するものではない。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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】