(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】2024-11-06
(45)【発行日】2024-11-14
(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 20060101AFI20241107BHJP
B26D 3/26 20060101ALI20241107BHJP
B26D 1/36 20060101ALI20241107BHJP
B26D 7/18 20060101ALI20241107BHJP
【ＦＩ】
B26D3/28 620F
B26D3/26 604
B26D1/36 Z
B26D7/18 D
【請求項の数】
40
(21)【出願番号】P 2023547602
(86)(22)【出願日】2022-02-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-05
(86)【国際出願番号】 US2022016058
(87)【国際公開番号】W WO2022174007
(87)【国際公開日】2022-08-18
【審査請求日】2023-10-06
(31)【優先権主張番号】63/148,698
(32)【優先日】2021-02-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/668,550
(32)【優先日】2022-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(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．
(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】ゲレグ，ダスティン ジェイ．
【審査官】石田 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５２８８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／２３２５１４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１７２７６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２６Ｄ ３／２８
Ｂ２６Ｄ ３／２６
Ｂ２６Ｄ １／３６
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、該切断ヘッドの軸を中心に回転するように構成されたインペラであって、該インペラは、
上面、下面、および外周を有する下側プレートと、
該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置か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に前記下側プレートに備えられた複数のパドルであって、該複数のパドルのうちの少なくとも第１のパドルが、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有している、複数のパドルと、
前記下側プレート内に配置され、前記下側プレートの前記上面と下面の間で連続し、かつ、前記下側プレートの前記外周に隣接し、前記下側プレートを貫通して、前記上面に接続された通路を画定し、前記上面にあるデブリが前記通路を通って前記インペラから排出されるように構成されている、少なくとも第１の凹部と、および、
前記第１のパドルの前記径方向外側部に配置され、前記第１のパドルに隣接する第１の開口部、前記第１の凹部に隣接する第２の開口部、および、該シュート内であって前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の通路を画定し、前記デブリは該通路を通過した後に、前記第１の凹部の前記通路を通って前記インペラから排出されるように構成されている、シュートと、
を備えたインペラ。
【請求項2】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、前記第１の凹部上に径方向に突出している、請求項１に記載のインペラ。
【請求項3】
前記第１の凹部は、第１の凹部部分と第２の凹部部分を有し、前記第１のパドルは、前記第１の凹部部分が前記第１のパドルの先行側に位置し、前記第２の凹部部分が前記第１のパドルの後行側に位置するように、前記第１の凹部部分と前記第２の凹部部分との間に位置している、請求項１に記載のインペラ。
【請求項4】
前記下側プレートは、前記第１の凹部部分と前記第２の凹部部分との間に部分的に延在する突出部を備え、前記第１のパドルは前記突出部に取り付けられ、前記第１のパドルの前記径方向外側部は前記突出部を超えて径方向に突出している、請求項３に記載のインペラ。
【請求項5】
前記下側プレートの前記上面から前記インペラの前記外周に向かって下方に傾斜する斜面をさらに備え、前記斜面は、前記第１の凹部部分と交差し、前記デブリを捕捉し、該デブリを前記第１の凹部部分に運ぶように構成されている、請求項３に記載のインペラ。
【請求項6】
前記第２の凹部部分は、前記第１の凹部部分よりも大きい、請求項３に記載のインペラ。
【請求項7】
前記シュートの前記第２の開口部は、該シュートに入る前記デブリが前記第２の凹部部分を通して前記インペラから排出されるように、前記第２の凹部部分を取り囲んでいる、請求項６に記載のインペラ。
【請求項8】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、該第１のパドルの最下部に少なくとも１つの空隙を画定する少なくとも１つの延長部を備えている、請求項１に記載のインペラ。
【請求項9】
前記空隙が、前記第１の凹部に隣接し、前記デブリが前記インペラから排出される際に通る前記シュートの前記通路の一部を画定する、請求項８に記載のインペラ。
【請求項10】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、前記第１のパドルの前記径方向最外部に沿って間隔を空けて配置された複数の延長部を備えており、該複数の延長部の間に複数の空隙が形成されている、請求項１に記載のインペラ。
【請求項11】
前記シュートは、前記第１のパドルの前記径方向外側部の前記複数の延長部のうちの少なくとも１つに取り付けられている、請求項１０に記載のインペラ。
【請求項12】
前記第１のパドルは、円弧凸形状のパドル面を画定する先行側を有している、請求項１に記載のインペラ。
【請求項13】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、凸状湾曲を有しており、前記切断ヘッドによるスライス中に前記材料の寸法が減少する間、前記インペラの回転によって生じる遠心力を受ける前記材料に一定の力が加わることを促進するように構成されている、請求項１２に記載のインペラ。
【請求項14】
前記パドル面の前記凸状湾曲は、前記材料の寸法が減少するにつれて前記材料の接線と該パドル面との接触角度を増大させる、請求項１３に記載のインペラ。
【請求項15】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記第１のパドルの前記径方向最外部に向かって曲率半径が次第に小さくなる凸状湾曲を有している、請求項１２に記載のインペラ。
【請求項16】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記パドル面が前記材料に接触している間に前記材料が転がることを抑制するために前記パドル面上の摩擦を増やす方向に向けられた複数の溝を有している、請求項１２に記載のインペラ。
【請求項17】
前記第１のパドルの径方向最内部から径方向内方に延在し、かつ、該インペラの回転方向に伸長するガイドをさらに備えている、請求項１に記載のインペラ。
【請求項18】
環状の切断ヘッドと、該切断ヘッド内に同軸に取り付けられ、該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て回転するように構成さ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、前記インペラに向かって径方向内側に延びており、
前記インペラは、
上面、下面、および外周を有する下側プレートと、
該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置か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に前記下側プレートに備えられた複数のパドルであって、該複数のパドルのうちの少なくとも第１のパドルが、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有している、複数のパドルと、
前記下側プレート内に配置され、前記下側プレートの前記上面と下面の間で連続し、かつ、前記下側プレートの前記外周に隣接し、前記下側プレートを貫通して、前記上面に接続された通路を画定し、前記上面にあるデブリが前記通路を通って前記インペラから排出されるように構成されている、少なくとも第１の凹部と、および、
前記第１のパドルの前記径方向外側部に配置され、前記第１のパドルに隣接する第１の開口部、前記第１の凹部に隣接する第２の開口部、および、該シュート内であって前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の通路を画定し、前記デブリは該通路を通過した後に、前記第１の凹部の前記通路を通って前記インペラから排出されるように構成されている、シュートと、
を備えている、
切断装置。
【請求項19】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、前記第１の凹部上に径方向に突出している、請求項１８に記載の装置。
【請求項20】
前記第１の凹部は、第１の凹部部分と第２の凹部部分を有し、前記第１のパドルは、前記第１の凹部部分が前記第１のパドルの先行側に位置し、前記第２の凹部部分が前記第１のパドルの後行側に位置するように、前記第１の凹部部分と前記第２の凹部部分との間に位置している、請求項１８に記載のインペラ。
【請求項21】
前記下側プレートは、前記第１の凹部部分と前記２の凹部部分との間に部分的に延在する突出部を備え、前記第１のパドルは前記突出部に取り付けられ、前記第１のパドルの前記径方向外側部は前記突出部を超えて径方向に突出している、請求項２０に記載のインペラ。
【請求項22】
前記下側プレートの前記上面から前記インペラの前記外周に向かって下方に傾斜する斜面をさらに備え、前記斜面は、前記第１の凹部部分と交差し、前記デブリを捕捉し、該デブリを前記第１の凹部部分に運ぶように構成されている、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項23】
前記第２の凹部部分は、前記第１の凹部部分よりも大きい、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項24】
前記シュートの前記第２の開口部は、該シュートに入る前記デブリが前記第２の凹部部分を通して前記インペラから排出されるように、前記第２の凹部部分を取り囲んでいる、請求項２３に記載の切断装置。
【請求項25】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、該第１のパドルの最下部に少なくとも１つの空隙を画定する少なくとも１つの延長部を備えている、請求項１８に記載の切断装置。
【請求項26】
前記空隙が、前記第１の凹部に隣接し、前記デブリが前記インペラから排出される際に通る前記シュートの前記通路の一部を画定する、請求項２５に記載の切断装置。
【請求項27】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、前記第１のパドルの前記径方向最外部に沿って間隔を空けて配置された複数の延長部を備えており、該複数の延長部の間に複数の空隙が形成されている、請求項１８に記載の切断装置。
【請求項28】
前記シュートは、前記第１のパドルの前記径方向外側部の前記複数の延長部のうちの少なくとも１つに取り付けられている、請求項２７に記載の切断装置。
【請求項29】
前記第１のパドルは、円弧凸形状のパドル面を画定する先行側を有している、請求項１８に記載の切断装置。
【請求項30】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、凸状湾曲を有しており、前記切断ヘッドによるスライス中に前記材料の寸法が減少する間、前記インペラの回転によって生じる遠心力を受ける前記材料に一定の力が加わることを促進するように構成されている、請求項２９に記載の切断装置。
【請求項31】
前記パドル面の前記凸状湾曲は、前記材料の寸法が減少するにつれて前記材料の接線と該パドル面との接触角度を増大させる、請求項３０に記載の切断装置。
【請求項32】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記第１のパドルの前記径方向最外部に向かって曲率半径が次第に小さくなる凸状湾曲を有している、請求項２９に記載の切断装置。
【請求項33】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記パドル面が前記材料に接触している間に前記材料が転がることを抑制するために前記パドル面上の摩擦を増やす方向に向けられた複数の溝を有している、請求項２９に記載の切断装置。
【請求項34】
前記第１のパドルの径方向最内部から径方向内方に延在し、かつ、該インペラの回転方向に伸長するガイドをさらに備えている、請求項１８に記載の切断装置。
【請求項35】
前記第１のパドルの前記径方向外側部は、該第１のパドルの前記径方向最外部に沿って間隔を空けて配置された複数の延長部を備え、該複数の延長部の間に複数の空隙を画定し、前記第１のパドルの前記径方向外側部は前記切断ヘッドの刃部とゲートに近接しており、前記ゲートは、前記インペラの回転を受ける材料が前記刃部に当たる前に前記ゲートの表面を横切るように前記刃部に対して位置決めされており、前記ゲートの後行縁と前記刃部の刃先が、前記刃部によって生産される前記材料のスライスの厚さを決定するゲート開口部を画定し、前記ゲートの前記表面は、前記刃部に向かって前記ゲートの前記表面を横切って移動する前記材料の移動方向と平行な複数の溝を有し、前記ゲートの前記表面には、前記溝よりも深く、前記ゲートの前記後行縁と隣接しており、前記第１のパドルの前記径方向最外部の前記複数の空隙のそれぞれと対向する複数の逃げ部が設けられている、請求項１８に記載の切断装置。
【請求項36】
切断ヘッド内に同軸に取り付けられ、該切断ヘッドの軸を中心に回転するように構成されたインペラであって、該インペラは、
上面、下面、および外周を有する下側プレートと、
該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置か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に前記下側プレートに備えられた複数のパドルと、
を備え、
前記複数のパドルのうちの少なくとも第１のパドルが、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有しており、前記第１のパドルは、円弧凸形状のパドル面を画定する先行側を有している、
インペラ。
【請求項37】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、凸状湾曲を有しており、前記切断ヘッドによるスライス中に前記材料の寸法が減少する間、前記インペラの回転によって生じる遠心力を受ける前記材料に一定の力が加わることを促進するように構成されている、請求項３６に記載のインペラ。
【請求項38】
前記パドル面の前記凸状湾曲は、前記材料の寸法が減少するにつれて前記材料の接線と該パドル面との接触角度を増大させる、請求項３７に記載のインペラ。
【請求項39】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記第１のパドルの前記径方向最外部に向かって曲率半径が次第に小さくなる凸状湾曲を有している、請求項３６に記載のインペラ。
【請求項40】
前記パドル面の前記円弧凸形状は、前記パドル面が前記材料に接触している間に前記材料が転がることを抑制するために前記パドル面上の摩擦を増やす方向に向けられた複数の溝を有している、請求項３６に記載のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年２月１２日出願の米国仮出願第６３／１４８，６９８号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年２月１２日出願の米国仮出願第６３／１４８，６９８号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
（技術分野）
本発明は、広くは、食品のスライス装置などの製品の切断装置に関する。より具体的には、本発明は、切断装置に用いられるインペラに関する。
本発明は、広くは、食品のスライス装置などの製品の切断装置に関する。より具体的には、本発明は、切断装置に用いられるインペラに関する。
【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、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．から市販されており、これには、「モデルＣＣ（Ｍｏｄｅｌ ＣＣ（登録商標））」のブランド名で販売されている装置が含まれる。モデルＣＣシリーズの装置は、遠心タイプのスライサで、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、特に、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１０，４５６，９４３号公報、および、米国特許第１０，６３２，６３９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、参照により本明細書に組み込まれる。
【0004】
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の上方に位置する送りホッパ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の外周に沿って取り付けられた切断刃部（図示せず）と係合する。インペラ１４は、全体として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、その種々の実施形態も含め、参照により本明細書に組み込まれた上記特許文献から理解できる。
【0005】
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てきた切断ヘッド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に示した装置１０を参照しつつ説明する。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。
【0006】
図２に示されるように、切断ヘッド１２は、略環状で、その外周に沿って周方向に間隔を空けて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た「フラットな」刃部からなるが、切断ヘッド１２には、波形、千切り、細断、あるいは粒状の製品を生産するために、他の形状の刃部、たとえば、刃先方向から見て山部と谷部を交互に備えた正弦波形状などの周期的パターンによって特徴付けられる「波形刃部」も使用することができる。それぞれの刃部２０は、切断ヘッド１２内でのインペラ１４の回転方向と略逆方向であって、径方向内方に突出し、刃部の径方向最内部には刃先が設けられている。切断ヘッド１２は、図２にリング２２およびリング２４として示されている上部支持部材および下部支持部材をさらに備え、これらの間には、周方向に間隔をあけて配置された支持セグメント（以下、シュー２６と称す）がファスナ３６で固定されている。
【0007】
また、図２に示すように、刃部２０をそれぞれのシュー２６に接続することができ、この場合、シュー２６は切断ヘッド１２の切断ステーションと称される。図２に示すように、切断ヘッド１２の刃部２０は、クランプアセンブリ２８によってそれぞれのシュー２６に固定されている。それぞれのクランプアセンブリ２８は、支持リング２２および２４の間に取り付けられた刃部ホルダ３０と、それに刃部２０を固定するために刃部ホルダ３０の径方向外側を向く側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つの刃部ホルダ３０の径方向外側の面によって支持され、対応するクランプ３２は刃部ホルダ３０上にあるため、刃部２０は、刃部ホルダ３０の外側面と、刃部ホルダ３０と向き合うクランプ３２の径方向内側の面との間に位置する。クランプ３２に対して刃部ホルダ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。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に当たる。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３に示すように、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が設けられている。取付孔３４の配置により、インペラ１３の径方向に対するそれぞれのパドル面の向きまたはピッチが決定される。本明細書では、パドル面は、パドル１３の先行する表面に配置された（すなわち、インペラの回転方向を向いている）パドル１３の表面を意味し、したがって、インペラ１４の回転によって生じる遠心力の影響下で製品がインペラ１４の径方向外側へ移動する際に、パドル面が製品と係合して、製品を切断ヘッド１２の刃部２０に向かって移動させ、刃部２０に押し当てる。
【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、刃部２０の交換が挙げられる。刃部２０の刃先は、ジャガイモなどの食品に頻繁に付着するか食品内に入り込んだ、石や砂、その他の異物デブリとの衝突などによって損傷を受けやすい。図３および図４は、インペラ１４のパドル１３に、パドル１３の径方向外側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、隣接するポスト４２の間に空隙４４を形成するアプローチを示している。これらの空隙を通じて、石やその他の異物デブリが、パドル１３の径方向最外部を避けて通過し、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から出ることができる。ポスト４２は、それぞれのパドル１３の径方向外側部の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の外周におけるデブリ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、食品をスライスするのに適した遠心タイプのスライス装置などのさまざまな製品の切断装置を少なくとも部分的に提供し、かつ、そのような装置での使用に適した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、切断ヘッド内に同軸に取り付けられて、前記切断ヘッドの軸を中心に回転するのに適したインペラが提供される。前記インペラは、上面、下面、および外周を有する下側プレートと、該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置か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に前記下側プレートに備えられた複数のパドルとを有する。少なくとも第１のパドルは、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有する。少なくとも第１の凹部が前記下側プレート内に配置され、前記下側プレートの前記上面と前記下面の間で連続し、かつ、前記下側プレートの前記外周に隣接している。該第１の凹部は、前記下側プレートを貫通して、前記上面に接続された通路を画定し、前記上面にあるデブリが前記通路を通って前記インペラから排出されることを可能にする。前記第１のパドルの前記径方向外側部にシュートが配置され、該シュートは、前記第１のパドルに隣接する第１の開口部、前記第１の凹部に隣接する第２の開口部、および、該シュート内であって前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の通路を画定し、前記デブリが該通路を通過した後に、前記第１の凹部の前記通路を通って前記インペラから排出されるように構成されている。
【0012】
本発明の別の態様によれば、環状の切断ヘッドと、該切断ヘッド内に同軸に取り付けられて、前記切断ヘッドに対する回転方向に該切断ヘッドの軸を中心として回転するインペラとを備える、切断装置が提供される。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、該インペラに向かって径方向内側に延びている。前記インペラは、上面、下面、および外周を有する下側プレートと、該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置かれた材料を該インペラの径方向外方に向けて移動させるように前記下側プレートに備えられた複数のパドルとを有する。少なくとも第１のパドルは、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有する。少なくとも第１の凹部が前記下側プレート内に配置され、前記下側プレートの前記上面と前記下面の間で連続し、前記下側プレートの前記外周に隣接している。該第１の凹部は、前記下側プレートを貫通して、前記上面に接続された通路を画定し、前記上面にあるデブリが前記通路を通って前記インペラから出ることを可能にする。前記第１のパドルの前記径方向外側部にシュートが配置され、該シュートは、前記第１のパドルに隣接する第１の開口部、前記第１の凹部に隣接する第２の開口部、および、前記シュート内であって前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の通路を画定し、前記デブリが該通路を通過した後に、前記第１の凹部の前記通路を通って前記インペラから出るように構成されている。
【0013】
本発明のさらに別の態様によれば、切断ヘッド内に同軸に取り付けられて、前記切断ヘッドの軸を中心に回転するのに適したインペラが提供される。前記インペラは、上面、下面、および外周を有する下側プレートと、該インペラの回転時に、前記下側プレート上に置か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に前記下側プレートに備えられた複数のパドルとを有する。少なくとも第１のパドルは、前記下側プレートの前記外周に隣接する該第１のパドルの径方向最外部を画定する径方向外側部を有する。前記第１のパドルは、円弧凸形状のパドル面を画定する先行側を有する。
【0014】
上述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、ジャガイモなどの食品を含む切断される材料または製品に、付着するかまたはそれらの中に入り込んだ石やその他の異物デブリとの衝突によって、切断装置の刃部および刃部ホルダが損傷する可能性を低減させることができる。
【0015】
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】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
発明の以下の詳細な説明およびそこで採用されている語法および用語の意図する目的は、発明の１以上の非限定的な実施形態の描写を含む図面に示された内容を説明し、また図面に示された実施形態の特定の特徴（すべての特徴ではない）を説明することである。また、以下の詳細な説明は、図面に示された実施形態の特定の代替手段（すべての代替手段ではない）を特定するものである。したがって、詳細な説明ではなく、添付の請求の範囲は、詳細な説明に記載された特徴と代替手段のうちの特定の内容（必ずしもすべての内容ではない）を含む、発明とみなされる主題を特定的に指摘することを意図している。
【0018】
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、および、該装置のためのインペラの交換および変更についての非限定的な実施形態を示す。便宜上、インペラとその部品の非限定的な実施形態は、図１および図２を参照して説明されたような環状の切断ヘッド１２を備える、図１のスライス装置１０を参照して例示し、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を参照して説明されるインペラの特定の特徴に主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の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、本発明の教示は、その他のタイプの切断装置にも全般的に適用可能である。さらに、かかる装置は、特に食品のスライスに最適であるが、本明細書に記載の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適用することも本発明の範囲内である。
【0019】
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に示した装置１０の切断ヘッド１２およびインペラ１４と同様に、相対的な用語は、切断ヘッド１２内にあるインペラの方向に関連づけて使用される。図１における切断ヘッド１２とインペラ１４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、およびこれらと関連する表現も、図示された非限定的な実施形態を説明するために以下で使用される。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。さらに、本明細書では、「先行」（およびこれと関連する表現）は、切断ヘッドに取り付けられ、かつ、切断ヘッド内で回転する際の、インペラにおける該インペラの回転方向において他のものよりも前にある、すなわち先に来る位置を表し、「後行」（およびこれと関連する表現）は、インペラにおける該インペラの回転方向において他のものに続く、すなわち後に来る位置を表す。
【0020】
図５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を模式的に示し、図６は、インペラ６０の下側プレート６６を模式的に示し、図７は、インペラ６０の一部を模式的に示す。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、略径方向を向いたパドル６２を備え、それぞれのパドル６２は、それらの先行表面に位置するパドル面６４（図７）を備えており、インペラ６０が切断ヘッド１２内でその回転軸を中心に回転するにともない、パドル面６４が製品に係合して、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。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、径方向外方に移動していた製品は、パドル面６４によって、切断ヘッド１２に向かって移動される。図５の非限定的な実施形態におけるパドル６２は、下側プレート６６と、環状の上側プレート６８との間に配置されている。インペラ６０は、下側プレート６６と上側プレート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から構成されているものとして示されているが、パドル６２は、下側プレート６６および／または上側プレート６８と一体の部品としてキャスト成形することもできる。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、さまざまな材料で形成することができる。
【0021】
図５～図７に示した非限定的な実施形態では、パドル６２は、下側プレート６６と上側プレート６８に機械加工された、それぞれ対応する取付孔７４（図６および図７）にボルト７０およびピン７２で個別に取り付けられているように示されている。ただし、下側プレート６６と上側プレート６８とが、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のいずれかが下側プレート６６あるいは上側プレート６８の一方のみに直接的に取り付けられ、下側プレート６６あるいは上側プレート６８の他方に間接的に取り付けられている構造も、本発明の範囲内である。取付孔７４の配置は、インペラ６０の径方向に対するそれぞれのパドル６２のパドル面６４の向きまたはピッチを少なくとも部分的に決定する。取付孔７４の配置は、パドル面６４のピッチが、インペラ６０の径方向に対して負、中立、または、正となるように選択することができる。
【0022】
図６に示すように、インペラ６０の下側プレート６６が画定する外周６７は、プレート６６内の凹部７６によって中断されているが、下側プレート６６はその連続する円周６７Ａを画定する。凹部７６は、下側プレート６６の上面と下面との間で連続しており、また、円周６７Ａと一致する下側プレート６６の最も外側の径方向縁部に隣接しており、これにより、凹部７６は、下側プレート６６の外周６７において開口し、外周６７にスロットを構成している。それぞれの凹部７６は、下側プレート６６を貫通して、下側プレート６６の上面に接続された通路を画定しており、上面にある異物デブリは、該通路を通ってインペラ６０から出ることができる。本明細書で使用される「異物デブリ」および「デブリ」という用語は、インペラ６０を用いて切断される材料または製品に付着したおよび／またはそれらの中に入り込んだ石およびその他の混入物を含む。
【0023】
下側プレート６６の外周６７にあるそれぞれの凹部７６の位置は、対応するパドル６２の位置と対応している。それぞれの凹部７６は、径方向内側に延びた少なくとも２個の凹部部分７６Ａおよび７６Ｂを含む。図６におけるパドル６２の輪郭によって示されるように、それぞれのパドル６２は、対応する凹部７６の凹部部分７６Ａおよび７６Ｂの間に位置し、パドル６２の先行側に凹部部分７６Ａが位置し、パドル６２の後行側に凹部部分７６Ｂが位置するように、下側プレート６６に取り付けられる。図６に示すように、凹部部分７６Ａおよび７６Ｂは、下側プレート６６の一部によって部分的に分離されている。この下側プレート６６の一部は、全体として、外周６７の円周６７Ａに向かって延在する突出部８０を画定する。なお、図示の非限定的実施形態では、突出部８０は円周６７Ａと交差しない。それぞれのパドル６２は、その径方向外側部７７が、突出部８０を超えて凹部７６上に突出して、それぞれのパドル６２の径方向最外部７８が、外周６７の円周６７Ａに近接する、あるいは、図６に示すように外周６７の円周６７Ａと交差するように、対応する突出部８０に取り付けられる。
【0024】
また、図６に示すように、下側プレート６６は、溝を有している。この溝は、下側プレート６６の上面からインペラ６０の外周６７に向かって下方に傾斜しており、パドル面６４に沿って配置される（パドル面６４に隣接させてもよい）凹部部分７６Ａと交差する斜面８２を形成する。斜面８２は、デブリを捉え、そのデブリを凹部部分７６Ａに運ぶ。斜面８２と凹部部分７６Ａにより、インペラ６０のパドル６２および切断ヘッド１２の刃部２０と刃部ホルダ３０が損傷する危険性を回避することが可能となる、あるいは、少なくともその危険性を減少させることが可能となる。デブリの大きさおよびそれが径方向外側へどの程度速く移動するかに応じて、デブリは、凹部部分７６Ａ（凹部部分７６Ｂよりも小さい）を通って下方に落下するか、あるいは、大きな凹部部分７６Ｂに向けて移動を続けることになる。図６に示すように、それぞれの斜面８２の径方向最内部は、対応するパドル６２の径方向最内部７９よりも伸長し、それぞれの斜面８２と対応する凹部部分７６との交差部は、対応するパドル６２の径方向最外部７８と径方向最内部７９との間の中間点にほぼ位置し、かつ、パドル６２のパドル面６４の全体が斜面８２または凹部部分７６Ａに隣接する。図５は非限定的実施形態を示しており、たとえば、凹部７６およびそれらの凹部部分７６Ａおよび７６Ｂの数、寸法、構成、および位置、並びに、図８に示すように、小さい方の凹部部分７６Ｂ、突出部８０、および斜面８２が存在しない（この場合、パドル６２の径方向外側部７７は凹部７６上に突出しない）ことを含めて、その他の構成も適用可能である。
【0025】
図５および図７に示すように、凹部７６上まで突出するパドル６２の径方向外側部７７（図６参照）は、径方向最外部７８に沿って間隔を空けて配置された複数の延長部８４を備え、複数の空隙８６（図７および図１３Ａ）が形成されている。異物デブリは、パドル６２または切断ヘッド１２の刃部２０および刃部ホルダ３０を損傷することなく空隙８６を通過することができる。延長部８４は、たとえば、パドル６２の径方向外側部７７を機械加工によって空隙８６を形成することにより、パドル６２の残部と一体的に形成されている。ただし、延長部８４を別個に形成してパドル６２に取り付けることも可能である。延長部８４の先端は、それぞれのパドル６２の径方向最外部７８を画定している。図５、図７および図１３Ａから明らかなように、それぞれのパドル６２の最下部には延長部８４が設けられておらず、最下部の空隙８６は他の空隙よりも大きく、下側開口部を画定している。比較的大きなデブリは該下部開口物を通過して、パドル６２およびその径方向外側部７７を避けることができる。図５は非限定的実施形態を示しており、延長部８４の数および位置を含めて、その他の構成（たとえば、単一の延長部８４によって最下部の空隙８６のみが画定されている図９に示す構成）を適用することも可能である。
【0026】
小さい凹部部分７６Ａが存在しない場合、あるいは、凹部７６の小さい凹部部分７６Ａを通ってデブリが落下しない場合を考慮して、図５に示すように、それぞれのパドル６２にはシュート８８が設けられる。個々のシュート８８は図７～図１２により詳細に示されている。シュート８８は、デブリを凹部７６の大きい凹部部分７６Ｂを通って落下させることを補助する。図示のように、シュート８８は、図７により最も容易に理解されるが、延長部８４はシュート８８に当接し、シュート８８が延長部８４間の空隙８６をそれらの最も外側で閉じるように、パドル６２の径方向最外部７８に取り付けられている。図５および図１０から理解されるように、シュート８８は、パドル６２の後行面（パドル面６４と反対側）と、大きい凹部部分７６Ｂの縁に沿って下側プレート６６とに取り付けられている。シュート８８は、取り付けられているパドル６２の実質的に全高にわたって延在する垂直開口部９０と、大きい凹部部分７６Ｂの円周方向全範囲を実質的に横断する水平開口部９２とを画定している。図１０および図１２に示すように、シュート８８は、大きい凹部部分７６Ｂを囲み、かつ、シュート８８内に、垂直開口部９０と水平開口部９２の間に通路を形成する。デブリはこの通路を通過し、その後に切断ヘッド１２と当たることなく、大きい凹部部分７６Ｂを通ってインペラ６０を出ることが可能である。シュート８８と大きい凹部部分７６Ｂにより、インペラ６０のパドル６２および切断ヘッド１２の刃部２０と刃部ホルダ３０が損傷する危険性をより回避することが促進される、あるいは、少なくともその危険性をより低減させることが促進される。
【0027】
図１０および図１２に特に示されるように、シュート８８の上端９４は開いており、シュート８８およびシュート８８の水平開口部９２を通して下側プレート６６内の大きい凹部部分７６Ｂに至る、障害物のない通路が形成される。これにより、インペラ６０の清掃が容易となる。また、図１２に示すように、交換可能なエッジ要素９６がシュート８８にその垂直開口部９０に沿って取り付けられる。エッジ要素９６は、シュート８８の垂直開口部９０に沿ってシュート８８の端縁を超えて延在する斜面を画定する先行縁部９６Ａを有している。この斜面は、インペラ６０の外周６７からデブリを逸らせて、大きい凹部部分７６Ｂに向かわせ、かつ、大きなデブリが凹部部分７６Ｂに留まった場合の過剰な損傷から切断ヘッド１２を保護する。図示のように、エッジ要素９６は、三角形の断面形状を有しており、第２の斜面を備える。したがって、エッジ要素９６の先行縁部９６Ａが損傷した場合には、エッジ要素９６をシュート８８から取り外して、上下を逆に回転させて、シュート８８に再び取り付けるだけで、エッジ要素９６の再利用が可能となる。図１２に示すように、パドル６２の径方向最外部７８は凹んでいて、エッジ要素９６の三角断面形状に対して相補的な形状となっているため、エッジ要素９６を、シュート８８によってパドル６２の径方向最外部７８に固定することが可能である。
【0028】
図１４は、切断ヘッド１２の刃部２０とゲート４０に近接している、図５のインペラ６０のパドル６２の径方向外側部７７を示す詳細斜視図であり、図１５は、刃部２０に近接している図１４のゲート４０の詳細斜視図である。製品は刃部２０に当たる前にゲート４０を横切る。刃部２０の刃先と隣接するゲート４０の後行縁とによって、刃部２０によって作られるスライスの厚さを決定するゲート開口部４０Ａ（図１５）が画定される。ゲート４０の表面は、製品がゲート４０の表面を横切って刃部２０に向かって移動する方向と平行な溝４０Ｂを有している。図１４および図１５では、ゲート４０は、その表面に逃げ部８７を有するように構成されており、逃げ部８７は、溝４０Ｂよりも深く、ゲート４０の後行縁と隣接しており、図１４から理解されるように、パドル６２内の空隙８６とそれぞれ対向しており、デブリがそれらの間を通過しやすくしている。
【0029】
図１６は、図５に示すインペラ６０にその回転軸に沿って垂直に入り、インペラ６０の回転によって発生する遠心力の影響で、下側プレート６６の上面を横切って略径方向に水平移動する製品１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの移動経路を例示している。図１６は、パドル６２の径方向最内部７９から径方向内方に延びるガイド９８の利点を示す。また、ガイド９８は、インペラ６０の回転方向（Ｒ）に延在し、そのパドル６２に関連した斜面８２上を横断している。図１６は、切断ヘッド１２の刃部（図示せず）によってスライスされるためにパドル６２のパドル面６４に位置決めされた製品１００Ａを示している。切断ヘッド１２の内面は、インペラ６０の外周６７とほぼ一致する破線で示されている。スライス中の製品１００Ａが接触しているパドル６２に取り付けられたガイド９８および製品１００Ａより先行する（回転方向前方にある）パドル６２に取り付けられたガイド９８が協働して、次の製品１００Ｂが、スライスされている製品１００Ａに近づき最終的に接触する方向を制御する。すなわち、製品１００Ｂが製品１００Ａに近づく方向は、インペラ６０の回転方向Ｒと反対方向であり、製品１００Ｂは、製品１００Ａがスライスされている間、製品１００Ａがパドル６２および切断ヘッド１２の内面に押し付けられた状態で保持され安定化することを補助する。このような構成によって、製品１００Ｂが製品１００Ａをパドル６２または切断ヘッド１２から離れる方向に押してしまう可能性の減少が図られている。同様にして製品１００Ａをパドル６２から離れる方向に押してしまうであろう製品１００Ｃは、ガイド９８によって、製品１００Ａに係合しているパドル６２の後に続く（回転方向後ろ側の）パドル６２に向けてその進行方向が逸らされる。
【0030】
さらに、図１６は、パドル６２のパドル面６４が円弧凸形状を有する（図１３Ｂ参照）ことの効果を示している。パドル面６４の円弧凸形状は、切断ヘッド１２の円周に沿う刃部（図示せず）によって製品が順次スライスされている間、製品を切断ヘッド１２の内面に押し付けた状態で保持する力がより一定になるように構成されている。スライス中の製品は、インペラ６０の回転によって生じる遠心力を受けるが、切断ヘッド１２の内面に対する法線方向の力によって切断ヘッド１２の内面からの反力を受ける。このため、正確で再現性のあるスライスを生産するためには十分な力が必要とされるが、過剰な力はスライス中の製品を損傷させる可能性がある。製品の寸法はスライス中に減少するため、その重量も減少し、それに伴って遠心力も減少する。パドル面６４が下側プレート６６の外周６７に対して一定の角度であると仮定すると、製品の寸法が減少するにつれて、パドルとその接線の接触角度も減少し、パドル６２が製品に加える力が減少する。このように遠心力とパドル力が製品の寸法の減少に伴って減少すると、切断ヘッド１２の内面に製品を押し付けた状態に保持するための法線方向の力（これがスライスの厚さを制御する）も製品寸法の減少につれて減少することになる。
【0031】
図１７Ａおよび図１７Ｂに数学文法的に示されているように、図１３Ｂおよび図１６に示される凸状に湾曲したパドル面６４を備えることにより、製品の寸法の減少にともなって、接線パドル接触の角度（Ｆ＿ｐｙ）を増加させ、かつ、パドル力（Ｆ＿ｐ）を増加させるように構成することが可能となる。パドル面６４の湾曲度を適切に調整することにより、遠心力（Ｆ＿ｃ）が減少するのとほぼ同じ比率でパドル力（Ｆ＿ｐ）を増加させることができ、製品寸法が減少する間、法線方向の力（Ｆ＿Ｎ）が実質的に一定のままとなる。この目的のために、曲率半径が切断ヘッド１２に向かって次第に減少するように、パドル面６４の湾曲度を意図的に変化させることも可能である。非限定的な例として、図１３Ｂは、パドル６２の径方向最内部７９に隣接するパドル面６４の曲率半径（ｒ１）が、パドル６２の径方向最外部７８に隣接するパドル面６４の曲率半径（ｒ２）よりも大きいことを示している（縮尺は正しくない）。
【0032】
パドル面６４を円弧曲面により構成することによる利点は、パドル面６４に複数の溝１０２を設けて、パドル面６４上の摩擦力を増加させて、スライス中にパドル面６４が製品に接触することで製品が転がってしまうことを抑制することで、さらに高めることが可能である点にある。たとえば、図１６では、固定の切断ヘッド１２に対する時計方向へのインペラ６０の図示の回転（Ｒ）が、製品１００Ａの反時計方向の転がりを引き起こすが、これは、製品１００Ａと係合しているパドル面６４上の溝１０２（輪郭として表されている）によって抑制される。図５、図７～図９、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１４に示すように、溝１０２は、略垂直方向、すなわちインペラ６０の軸と平行に方向付けられており、製品１００Ａの回転に対向する摩擦成分を発生させる。
【0033】
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、当業者によって採用可能であることは明らかである。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、本明細書中で説明し図面に示した実施形態と外見および構造が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、上記の詳細な説明およびそこで使用した語法および用語の目的は、図面に示された例示の実施形態を説明することであり、必ずしも、本発明の範囲を限定することではない。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9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17A-17B】