專利名稱：食材等的整形方法、裝置及整形制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及優(yōu)選地應用于將諸如芋頭等食材為迎合消費者的要求而整形加工為球狀等情況的食材等的整形方法、裝置及由上述方法制造的整形制品。
背景技術：
以身邊的食材芋頭為例，作為迎合消費者嗜好而進行的中間加工，大多是先削皮兼整形加工成大致為高爾夫球大小、按一定個數(shù)包裝成袋，再按需要在流通時以冷凍狀態(tài)上市。
在進行這種中間加工時，因被加工物的芋頭等是自然生長物，沒有固定的形狀，所以很難使用機械進行形狀加工。因此盡管在進行上述加工時未必最為高效和經濟，仍只能依賴手工作業(yè)進行加工。食材的提供者就必然要在勞動力便宜的地區(qū)進行這種加工，以圖降低成本。但若將附加價值和流通、銷售成本等加以綜合考慮的話，更需降低成本，因此正在尋求實現(xiàn)機械加工，以取代降低成本有限的手工作業(yè)。
而在對應這種機械加工需求的場合，首先有人提出通過延用現(xiàn)有的諸如“旋工工藝”、“旋挖”的加工方法使無固定形狀的芋頭保持旋轉并在其上作用切刀進行加工，在技術上是能夠實現(xiàn)的(例如特開昭62-175159號公報的權利要求及圖5)。但是這種方法的前提是將被加工物的芋頭裝卡并使之旋轉的安排，因此可想而知其不合適，未必現(xiàn)實。也就是說，芋頭一般多以削皮加工后的形狀進行烹調，所以加工時的裝卡痕跡留在被加工物表面會降低商品價值，再考慮到當切刀與被加工物的加工阻力大時會導致被加工物的形狀走樣等損壞方面存在的問題而進行慎重的加工，其安排本身就需要很多時間，同本來目的的提高工作效率及經濟效益事與愿違。于是在這種諸如芋頭等的整形加工實現(xiàn)機械化方面，必須脫離現(xiàn)有工業(yè)制品、工業(yè)零件等的加工方法，進行根本性的創(chuàng)新。
又如特開昭60-17503號公報第1頁及圖1所示，有人提出在圓筒狀容器的底部設有被水平旋轉驅動的切刀，向容器內投入若干被加工物進行削皮式的削皮器。而當過多地向容器內投入加工物時，被加工物彼此相互干涉，無法實現(xiàn)漂亮地加工。當極少量投入時，投入及取出作業(yè)很麻煩，用于家庭等還沒有問題，但用于處理大量的被加工物時，存在著大幅增加整體作業(yè)時間的問題。而且必須靠投入量來調整處理時間也是麻煩所在。盡管如專利文獻2的容器底部設有被水平旋轉驅動的切刀的削皮器的場合，在削皮速度與加工的均勻度上仍存在不足之處。

發(fā)明內容
即、權利要求1所述食材等的整形方法是使切刀作用于被加工物上而對被加工物表面形狀進行整形加工的方法，其特征是，在所述被加工物與切刀相對移動的同時，將被加工物制約成面對切刀時確保游動狀態(tài)。
根據本發(fā)明，由于當被加工物面對切刀時保持游動狀態(tài)，所以被加工物在與切刀接觸并受到表面切削的同時，由切刀賦予少許游動狀態(tài)乃至旋轉狀態(tài)，通過這種不斷地運動，最終削遍其全部表面且削成例如希望的球形。
權利要求2所述食材等的整形方法的特征是，基于權利要求1所述的必要條件，所述切刀具有旋轉軌跡。
根據本發(fā)明，能夠合理地設計切刀與被加工物的相對的加工范圍。
進而，權利要求3所述食材等的整形方法的特征是，基于權利要求1或2所述的必要條件，所述切刀的合成后的有效刃形大致為U字型。
根據本發(fā)明，即使是具有非球形原始形狀的被加工物也能最終整形加工為球形。
進而，權利要求4所述食材等的整形方法的特征是，基于權利要求1、2或3所述的必要條件，所述相對移動是通過具有切刀的旋轉鼓輪的旋轉、被加工物在加工室中的自然下落來實現(xiàn)的。
根據本發(fā)明，在持續(xù)進行整形加工時不必另設促使被加工物移動的裝置等即可進行加工。
進而，權利要求5所述食材等的整形方法的特征是，基于權利要求4所述的必要條件，所述旋轉鼓輪大致垂直旋轉，在外周面具有所述切刀的同時，該旋轉鼓輪的外周面覆設輸送導向組件，形成大小為可通過一個被加工物的通道空間的加工室，且所述切刀向與所述被加工物的下落方向相反的方向旋轉。
根據本發(fā)明，可利用被加工物的自然下落進行整形加工，尤其能不中止裝置而連續(xù)地進行整形加工，工作效率優(yōu)異。由于加工室是大小為可通過一個被加工物的通道空間，所以幾乎沒有被加工物彼此在加工室內影響整形加工的問題，可實現(xiàn)被加工物大致均等的希望的整形加工。
進而，權利要求6所述食材等的整形方法的特征是，基于權利要求1、2、3、4或5所述的必要條件，在所述切刀附近設有用于排出切削表皮的機構。
根據本發(fā)明，可順暢地排出切削表皮并穩(wěn)定連續(xù)地運行。
進而，權利要求7所述食材等的整形裝置是使切刀作用于被加工物上而對被加工物表面形狀進行整形加工的裝置，其特征是，在所述被加工物與切刀相對移動的同時，將被加工物制約成面對切刀時確保游動狀態(tài)。
根據本發(fā)明，由于當被加工物面對切刀時保持游動狀態(tài)，所以被加工物在與切刀接觸并受到表面切削的同時，由切刀形成少許游動狀態(tài)乃至旋轉狀態(tài)，通過這種不斷地運動，最終削遍其全部表面且削成例如希望的球形。
進而，權利要求8所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求7所述的必要條件，所述切刀具有旋轉軌跡。
根據本發(fā)明，能夠合理地設計切刀與被加工物的相對的加工范圍。
進而，權利要求9所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求7或8所述的必要條件，所述切刀的合成后的有效刀形大致為U字型。
根據本發(fā)明，即使是具有非球形原始形狀的被加工物也能最終整形加工為球形。
進而，權利要求10所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求7、8或9所述的必要條件，所述相對移動是通過具有切刀的旋轉鼓輪的旋轉、被加工物在加工室中的自然下落來實現(xiàn)的。
根據本發(fā)明，在連持續(xù)進行整形加工時不必另設促使被加工物移動的裝置等即可進行加工。
進而，權利要求11所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求10所述的必要條件，所述旋轉鼓輪大致垂直旋轉，在外周面具有所述切刀的同時，該旋轉鼓輪的外周面覆設輸送導向組件，形成大小為可通過一個被加工物的通道空間的加工室，且所述切刀向與所述被加工物的下落方向相反的方向旋轉。
根據本發(fā)明，可利用被加工物的自然下落進行整形加工，尤其能不中止裝置而連續(xù)地進行整形加工，工作效率優(yōu)異。由于加工室是大小為可通過一個被加工物的通道空間，所以幾乎沒有被加工物彼此在加工室內影響整形加工的問題，可實現(xiàn)被加工物大致均等的希望的整形加工。
進而，權利要求12所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求7、8、9、10或11所述的必要條件，在所述切刀附近設有用于排出切削表皮的機構。
根據本發(fā)明，可順暢地排出切削表皮并穩(wěn)定連續(xù)地運行。
進而，權利要求13所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求7、8、9、10、11或12所述的必要條件，前述食品材料等的整形裝置具備在所述被加工物與切刀相對移動的同時、將被加工物制約成面對切刀時確保游動狀態(tài)的整形裝置主體和為易于在所述整形裝置上進行所述的整形加工而將被加工物預先切斷為規(guī)定形狀的前處理裝置，此前處理裝置由下列裝置組成，即與所述整形裝置主體的供料口連通且將一個被加工物用加工開始端支承的收受筒；自如插入此收受筒內并大致具有所述收受筒內徑形狀的進給切斷刀；以規(guī)定的時間間隔將被加工物向所述收受筒上加以載置的載置裝置。
根據本發(fā)明，由于被加工物以規(guī)定時間間隔供給整形裝置主體，所以被加工物在整形裝置主體中幾乎全無堵塞。在食材等整形裝置之外無須別的切斷裝置(粗加工裝置)，也就無須連接切斷裝置與整形裝置的輸送機等。進而，由于裝置整體不是生產線式的形式，所以裝置整體緊湊，可不受場地限制地設于狹小的場所。
進而，權利要求14所述食品材料等的整形裝置的特征是，基于權利要求13所述的必要條件，在所述進給切斷刀的中心設有自如進退于收受筒內的壓入桿的同時，設有對該推壓桿向收受筒內方向加力的加力部件。
根據本發(fā)明，在由進給切斷刀切斷被加工物后，被加工物可由壓入桿推入，并順暢地落入收受筒內。
進而，權利要求15所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求13或14所述的必要條件，所述收受筒大致為垂直設置，在其上端的所述加工開始端形成V字型槽。
根據本發(fā)明，因收受筒設置為鉛直狀態(tài)，所以經前處理加工的被加工物能靠自然下落順利地落入整形裝置主體的供給口中。又因在上端的所述加工開始端形成V字型槽，所以被加工物載置時的穩(wěn)定性優(yōu)異，被加工物不會從收受筒滾落下來，不易產生載置裝置的載置失誤問題。
進而，權利要求16所述食材等的整形裝置的特征是，基于權利要求13、14或15所述的必要條件，所述載置裝置在板條式輸送機的輸送面上設有支承被加工物的支承桿，另在所述收受筒處形成有用于避開抵接該支承桿的鉛直方向的切口。
根據本發(fā)明，載置裝置能以簡單的構造抑制制造成本，同時，通過支承桿和切口的結構，可將被加工物無沖擊地置于收受筒上，大幅度防止載置失誤的發(fā)生。又因采用板條式輸送機，剛性好，支承桿即使到輸送末端仍能確實地支承被加工物。
進而，權利要求17所述的整形制品是將切刀作用于被加工物上而對表面形狀進行整形加工而成的整形制品，其特征是，一邊在所述被加工物與切刀相對移動的同時制約被加工物確保面對切刀時得以處于游動狀態(tài)，一邊通過權利要求1、2、3、4、5或6所述的方法或權利要求7、8、9、10、11、12、13、14、15或16所述的裝置進行表面整形加工。
根據本發(fā)明，可以低成本向市場提供表面整形為希望形狀的食材。
進而，由權利要求18所述食材等的整形方法生產的整形制品的特征是，基于權利要求17所述的必要條件，所述被加工物為芋頭，整形形狀為球形。
根據本發(fā)明，以難于進行機械加工整形的芋頭等為對象，可以合理高效地以低成本獲得加工成預期形狀的制品。


圖1所示為食材等的整形裝置的使用狀態(tài)的側視圖。
圖2為圖1裝置的俯視圖。
圖3所示為放大的前處理裝置的側視圖。
圖4所示為放大的整形裝置主體的加工頭的分解立體圖。
圖5為圖4部件的側視圖。
圖6所示為前處理裝置工作狀態(tài)的分解說明圖。
圖7所示為整形裝置主體的切刀切削狀態(tài)的說明圖。
圖8所示為改變載置裝置的結構后的其他實施方式的骨干式側視圖。
圖9所示為收受筒為可上下運動式結構時的載置裝置的其他實施方式的工作狀態(tài)的說明圖。
圖10所示為將收受筒傾斜設置的實施方式(a)和將收受筒設置為水平狀態(tài)的實施方式(b)的說明圖。
圖11所示為使兩個進給切斷刀相近而設的前處理裝置的其他實施方式的立體圖。
圖12所示為使兩個進給切斷刀相近而設的獨立式前處理裝置的立體圖。
圖13所示為變換前處理裝置并設置戽斗后構成的食材等的整形裝置的其他實施方式的立體圖。
圖14所示為切刀的其他三種實施方式的側視圖。
圖15所示為在帶狀基材上設置切刀、構成整形裝置主體的其他實施方式和使被加工物的移動與流體抵接而移動的其他實施方式的側視圖。
圖16所示為不同加工頭的其他二種實施方式的側視圖。
圖17所示為加工頭由二級構成的其他實施方式的說明圖。
圖18所示為附設了輔助設備的實施方式的立體圖。
具體實施例方式
下面，根據圖示的實施方式對本發(fā)明進行具體的說明。又，在該發(fā)明中，先進行食材等的整形裝置的基本實施方式的說明，邊說明該裝置的工作狀態(tài)邊實質地說明其整形加工方法和整形制品，并在其后進行有關其他實施方式的說明。
圖中標記1所示為本發(fā)明的食材等的整形裝置，該裝置是將切刀15作用于被加工物A、對被加工物A的表面形狀進行整形加工的裝置。此裝置由在所述被加工物A和切刀15相對移動的同時、制約被加工物A得以確保面對切刀15時為游動狀態(tài)的整形裝置主體2和連接于與此整形裝置主體2的進行所述整形加工的加工室21連通的供給口22處的為易于整形加工而將被加工物A切斷為規(guī)定形狀的前處理裝置3組成。附帶說明，本實施方式如圖2所示，應用了分別并列設置有七臺相同結構的整形裝置主體2和前處理裝置3的整形裝置，另外，以二臺、三臺或一臺進行實施也可以。
首先就整形裝置主體2進行說明。整形裝置主體2以裝入合適的機架F上的加工頭10為主要部件之一，此加工頭10以刀具組件11和沿此刀具組件11設置的被加工物A的輸送導向組件12為主要部件構成。以下說明中，被加工物A是以芋頭為對象物的一例，加工前的被加工物用標記A0表示，前處理加工后的被加工物用A1表示，用整形裝置主體2進行的整形加工中的被加工物為A2，整形加工后的被加工物用A3表示，這些總稱時用被加工物A說明。由前處理裝置3去除的部位稱作切斷殘片a1，被加工物A的由整形裝置主體2去除的部位為便于敘述稱作表皮部a，去除后的部位稱作切削表皮a2。
所述機架F由具有合適強度的骨干部件和構成外面板的外殼部件構成。設于此機架F內的加工頭10上的刀具組件11由驅動馬達M1驅動，相對于直接或經由合適的減速、調速機構設置的驅動軸13，連接有刀具組件11的旋轉鼓輪14。此旋轉鼓輪14的外周部多處設置切刀15，例中6處設有6個。此切刀15及所述旋轉鼓輪14的外周部的周面均向內側凹嵌，呈例如滑輪狀形狀。此凹嵌部的外周凹部14A在與所述輸送導向組件12組合的位置上形成加工被加工物A的空間。為了旋轉鼓輪14的輕量化，其側面被稍許刮入形成有減重部14B，此減重部14B的外周側部位呈錐狀傾斜，形成后述的切削表皮a2的排出導引面14C。
切刀15作為一例，由左右各自的切刀單片15A、15B構成，各切刀單片15A、15B以交替地左右等分的方式狀安裝(參見圖4、圖5)。各切刀單片15A、15B的刀尖的投影形狀合成后的有效刃形大致呈U字形(參見圖7(c))。在將例如芋頭作為被加工物A的場合，當將其整形加工為球狀時，各切刀15A、15B最好在投影形狀上形成為部分重疊狀態(tài)，當大致從其側端直到中心的傾斜部分為側部作用區(qū)域Z1、靠中心的重疊的下方區(qū)域為底部作用區(qū)域Z2時，呈使底部作用區(qū)域Z2重疊的結構(參見圖7)。
這些切刀15和旋轉鼓輪14的安裝構造是使切刀固定部16整體從旋轉鼓輪14的周面向中心大致呈螺旋方向傾斜形成切口狀，并在此部分用螺栓等固定機構17將各切刀15加以固定的構造。此切刀固定部16的切口的開口尺寸充分大于切刀15的厚度，該處形成的剩余空間作為切削表皮a2的脫離空間18，進而在此切削表皮a2脫離空間18的末端深部(靠近旋轉鼓輪14的中心)處形成有一定圓形空間的殘片排出袋19。切刀固定部16的旋轉鼓輪14的厚度方向(軸方向)的寬度尺寸比切刀15的寬度尺寸大一些。當然，在旋轉鼓輪14的厚度方向的全部尺寸上切入形成切刀固定部16也無妨。
另一方面，相對于具有這種結構的刀具組件11，輸送導向組件12以沿旋轉方向自上而下的形狀從其上端附近向側部延伸，并呈覆蓋其周面狀設置。此部件以導向槽20為主要部分，導向槽20例如截面為半圓形，具有大致沿所述旋轉鼓輪14的周曲率的側面形狀。而且，將通過此導向槽20和所述旋轉鼓輪14的外周凹部14A實質地形成的空間作為加工室21，此加工室21雖整體上形成大致截面圓形，但其大致的直徑尺寸如圖7所示，為剛好能夠通過一個被加工物A1的程度，且為上方大、下方小的結構。進而，輸送導向組件12在導向槽20的上端設有供給口22，前處理裝置3的收受筒4經中繼槽43連接于此供給口22處。
另一方面，導向槽20的下端為切斷狀態(tài)，作為加工室21的排出端，此處實質上形成排出口24。在所述供給口22的下方位置，在與所述刀具組件11的旋轉鼓輪14的外周凹部14A接觸的位置上呈向連接方向傾斜狀地形成有用于閉塞其空間的閉塞板25，實質上起到被加工物A從供給口2投入之際順利地向加工室21側導引的作用。當加工室21內因某種原因發(fā)生故障時，最好如圖5中假想線所示，呈可簡便拆除一個導向槽的結構，并能進行清除被加工物A等檢修作業(yè)。在所述機架F處，以連接于所述排出口24的方式設有取出槽24A。為不使切削表皮a2自由飛散，所以在其飛散部位安裝導板G等使其落于機架F內的一定位置。
接下來就前處理裝置3進行說明。前處理裝置3與所述整形裝置主體2的供給口連通，作為主要部件具有將一個被加工物A支承在上端的加工開始端40的收受筒4；在收受筒內插入自如并具有大致所述收受筒4的內徑形狀的、具有進給切斷刀50的進給切斷刀組件5；以規(guī)定的時間間隔向所述收受筒4進行被加工物A的載置的載置裝置6。
下面就這些主要部件進行詳細的說明。
關于所述收受筒4說明如下。收受筒4呈圓筒形，作為一例，預先將姿態(tài)設定為垂直狀態(tài)，經中繼槽43連接于所述整形裝置主體2的收受筒4。在此收受筒4的加工開始端40的與被加工物A送入方向垂直的方向的上端部形成有V字形槽40a，以便于送入的被加工物A易于停在收受筒4上端的加工開始端40。在收受筒4中，為了以不抵接的方式放過后述的載置裝置6的支承桿61，在垂直方向形成有二道切口41。進而在收受筒4的側面部，設有用于排出由進給切斷刀50切下的切斷殘片a1的平板狀排出導向部件42，其與圖中省略的收集槽連通。
關于所述進給切斷刀部件5說明如下。此組件以大致圓筒形的進給切斷刀50為主要部件，此進給切斷刀50通過滑塊曲柄機構52作上下往返運動。在進給切斷刀50的大致中心處，如圖3中的剖視圖所示，上下升降自如地設有壓入桿51，此壓入桿51通過壓縮盤簧51A向下方加力，在規(guī)定下降位置設有限制下降的制動器。
關于所述滑塊曲柄機構52說明如下。在安裝座53上豎立導引桿54，其上嵌插滑塊55并能上下自由滑動。而且此滑塊55和所述進給切斷刀50通過連接臂56相連結。如圖2、3所示，安裝座53上，曲柄輪57通過中心軸58旋轉自如地設置，曲柄桿59的一端在此周邊側面上轉動自如地連接著，另一端相對所述滑塊55轉動自如地連接著。而且，所述曲柄輪57的中心軸58上設有從動鏈輪58a，以鏈條Mc將此從動鏈輪58a和設于上方的驅動馬達M2的驅動軸上所設的驅動鏈輪Ms相纏繞并傳遞旋轉。
關于載置裝置6說明如下。載置裝置6，作為一例，采用輸送面4設定為向收受筒向下傾斜若干的板條式輸送機，用于支承板條60上的被加工物A的支承桿61相對于板條60的上表面大致垂直，并在規(guī)定間距上設置左右二個。
此板條式輸送機也由所述驅動電機M2驅動，所述曲柄輪57的中心軸58上設有中繼鏈輪58b，鏈條64經設于另一機架F上的中繼鏈輪63，纏繞在設于板條式輸送機的驅動軸62的鏈輪62a上傳遞驅動電機M2的旋轉。
本發(fā)明的食材等的整形裝置1具有如上具體的形態(tài)，下面進行其工作狀態(tài)的說明。
(1)向收受筒上載置被加工物首先就前處理裝置3的工作狀態(tài)進行說明。作為一例，用手工作業(yè)方式將加工前的被加工物A0以支承于載置裝置6的支承桿61上的形式載置在板條60上。載置后的被加工物A0因輸送面向收受筒4傾斜，所以可通過支承桿61以被支承的狀態(tài)輸送到收受筒4。而且，在載置裝置6的末端，因為支承桿61如圖6(a)所示以支承著被加工物A0的狀態(tài)穿過收受筒4的切口41，所以支承在其上的被加工物A0不會穿過收受筒4，形成載置在收受筒4上端的加工開始端40處的狀態(tài)。當以各支承桿61的間隔載置被加工物A0時，作為一例，可以以每三秒鐘一個的時間間隔向收受筒4上載置被加工物A0的方式進行載置裝置6的速度設定。從而形成每三秒鐘向整形裝置主體2輸送一個前處理加工后的被加工物A1，不會發(fā)生過量供給，所以幾乎不會發(fā)生整形裝置主體2在整形加工過程中的加工物A2堵塞等問題。
(2)由進給切斷刀進行的切斷前處理在向上述收受筒4上載置被加工物A0后支承桿61向下方退出的時刻，如圖6(b)所示，進給切斷刀50隨滑塊曲柄機構52下降，將被加工物A0切斷，以便易于在整形裝置主體2上整形。此時，進給切斷刀50中心的壓入桿51停留在與被加工物A0的上面抵接之處，壓縮盤簧51A被收縮進去。而后，如圖6(c)所示，進給切斷刀50到達下止點，被完全切斷的前處理加工后的被加工物A1因為沒有了從收受筒4擠出的具有制動作用的部分，如圖6(d)所示，通過被收縮的壓縮盤簧51A的作用力，壓入桿51被向下方推出，從而將被加工物A1推落入收受筒4內。由進給切斷刀50切斷的切斷殘片a1經排出導向部件42回收到合適地設置的收集槽。
(3)向整形裝置主體內的被加工物的接納另一方面，接通適合整形裝置主體2的供電電路并起動驅動馬達M1將刀具組件11置于旋轉驅動狀態(tài)。例如據本發(fā)明者的經驗數(shù)值，盡管因被加工物A的性質不同而不能一概而論，但在諸如以芋頭為對象時，直徑300mm左右的旋轉鼓輪14的轉數(shù)為500～1500rpm，最好為1000rpm。
由前處理裝置3進行前處理加工后的被加工物A1經供給口22在刀具組件11的旋轉鼓輪14的外周凹部14A與輸送導向組件12的內側面之間形成的加工室21內靠自身重量下落。此時，因為輸送導向組件12在供給口22的下方具有閉塞板25，所以以乘于槽中之狀順勢導向加工室21一側。于是，投入的被加工物A1即使受到切刀15的作用，也不會隨其沿切刀15運動方向運動到此加工室21上端再向前方脫離的位置。加工室21的直徑尺寸為剛好能夠通過一個被加工物A1的大小，由于從所述前處理裝置的投入有規(guī)定的時間間隔(例如本實施方式為每3秒鐘一個的間隔)，所以加工室21內幾乎沒有被加工物A1間彼此相互影響整形加工的問題，能夠得到大致均一的希望的整形加工的被加工物A3。這種被加工物A3的均一的希望的整形加工及取出是利用被加工物A的自然下落，所以可使裝置不在中途停止地連續(xù)運行，工作效率極高。
(4)被加工物的切削狀態(tài)(4)-i 整形加工時的游動這樣，投入后的被加工物A在加工室21中所接受的加工的特征在于，整形加工中的被加工物A2本身雖然限制保持在加工室21內，但實質上并非強制性地保持，而是呈可在加工室21內充分游動的狀態(tài)。所謂游動實質上是指當被加工物A2在與刀具組件11的切刀15在相撞的狀態(tài)下接觸并被切削時，具有使其姿態(tài)變化等的自由度。根據被加工物A2的性質，也可在其動作允許的范圍內，諸如通過輸送導向組件12的加力使被加工物A形成具有稍許向刀具組件11側推壓的傾向的狀態(tài)。
(4)-ii 側周部的切削這樣，投入后的被加工物A如圖7(a)(b)所示，其形狀較大，所以，根據大致呈U字形或者V字形地上部開口狀的切刀15的有效刃形，首先在將其底部保持浮出的狀態(tài)下通過側周部與各左右切刀單片15A、15B的交替接觸來在各自的側部作用區(qū)域Z1進行切削。即如圖7(a)(b)所示，當在整形加工中的被加工物A2上假設了向大致直徑方向延伸的軸C1、C2后，圖7(a)中切刀單片15A的作用是在切刀單片15A的側部作用區(qū)域Z1與被加工物A2接觸的瞬間削去被加工物A2的表面，并且使被加工物A2以所述假設的軸C1為中心，在圖中反時針方向產生旋轉。接著如圖7(b)所示，隨著旋轉鼓輪14的旋轉，當相反側的切刀單片15B接觸整形加工中的被加工物A2時，同樣地在側部作用區(qū)域Z1上削去被加工物A2的表面，并使其以所述軸C2為中心，向圖中順時針方向旋轉。可想而知，這種切削反復進行的結果，整形加工中的被加工物A2可在加工室21內首先通過切刀15的側部作用區(qū)域Z1進行其左右側面的切削。
(4)-iii 底部的切削另一方面，隨著這樣的切削的進行，整形加工中的被加工物A2的側部直徑變小，于是其底部形成如圖7(c)所示的接觸底部作用區(qū)域Z2的狀態(tài)。此底部作用區(qū)域Z2由各切刀單片15A、15B形成，可削去與其接觸的整形加工中的被加工物A2的底部。而且，被加工物A2每當與各切刀單片15A、15B的底部作用區(qū)域Z2接觸時，相對于與旋轉方向相平行的狀態(tài)下假設的被加工物A2的旋轉中心的軸C3，被賦予相反于以此為中心的旋轉鼓輪14的旋轉方向的旋轉。可知形成這種旋轉時，諸如整形加工中的被加工物A2便形成天地逆轉，此時，當存在不接觸側部作用區(qū)域Z1的部位、即以大直徑狀態(tài)殘留的部位時，其部位再次與左右的切刀單片15A、15B的側部作用區(qū)域Z1接觸，形成底部浮出的狀態(tài)，其側部可再次通過側部作用區(qū)域Z1在所述作用下被削去。從而，伴隨此進程，整形加工中的被加工物A2再次接觸底部作用區(qū)域Z2，以所述軸C3為中心，如同在加工室21內沿旋轉鼓輪14的外周部翻滾一樣運動，由此，被加工物A2的表皮部a被毫無遺漏地削去，最終形成球狀。
當然，此作用系有分析的假設，實際上被加工物A2在加工室21內是自由地游動，所以未必一一按照所述說明的順序進行加工，而是可設想為受到了適應被加工物A2的性質的合適的切削作用。但最終結果是整形加工后的被加工物A3呈大致球形并被排出。此整形加工后的被加工物A3的加工尺寸實質上取決于加工室21的排出口24的直徑尺寸。又，在進行此加工時，被加工物A肯定要接觸切刀15，但由于還接觸導向槽20的內表面，所以若將此導向槽20的內表面做成打磨器狀的可研磨的結構的話，可同時完成表面的平滑加工。
(5)切削表皮的排出繼續(xù)這樣的加工，自然，被加工物A1的表皮部a被削去會產生切削表皮a2，若一味地置之不理，可以想見，加工室21乃至切刀15的部分上會產生所謂的孔堵塞，并產生無法順利切削的故障。尤其是作為被加工物A的芋頭等本身具有粘性液等的食材的場合，其傾向更為明顯。為此，本發(fā)明在加工過程中可時常順利地去除表皮部a，與切刀15抵接并被切削的切削表皮a2通過切刀接受部16進入實質地形成的切削表皮a2的脫離空間18。此脫離空間18從整體上看向中心以大致渦狀傾斜，所以切削表皮a2靠本身的離心力向離心方向飛出的結果便形成向脫離空間18的深底部移動狀，進而到達連通于其深底部的殘片排出袋19。因為此空間是稍許寬敞的空間，所以到達此處的切削表皮a2在殘片排出袋19內形成允許稍許自由運動的狀態(tài)，又因在其部位不受拘束，所以，受刀具組件11的旋轉產生的離心力作用，形成從其側方適當飛散的狀態(tài)。此時如圖7(d)所示，切削表皮a2邊與旋轉鼓輪14的減重部14B的外周側提供的排出導引面14C沖撞邊向外部飛散，因此切削表皮a2最終得以有效地向下方排出。
其他實施方式以上為本發(fā)明的基本實施方式，還可以進行其他各種改變。
(6)前處理裝置的改變作為前處理裝置6，實施中采用板條式輸送機并將支承桿61大致垂直地設于該輸送面的上面，也可如圖8所示，通過機器人手臂65握持被加工物A0，再由此機器人手臂65載置到收受筒4上面。
又如圖9所示，也可將收受筒4做成可在形成碗狀的凹部44的中心處上下移動的結構，當收受被加工物時，如圖9(a)所示，收受筒4向凹部44下方下降并收受被加工物，收受之后，如圖9(b)所示，收受筒4上升。順便提及，中繼槽43采用伸縮自如的皺紋管。
本實施方式中整形裝置主體2的驅動馬達M1和前處理裝置3的驅動電機M2各自專用，也可使用同一驅動馬達，以合適的傳動機構進行刀具組件11、進給切斷刀51及載置裝置6等的驅動。
進而，作為使進給切斷刀50上下升降的機構，圖示為滑塊曲柄機構52，另外也可用氣缸等使滑塊55上下移動。
進而，在基本實施方式中，以收受筒4呈鉛直狀態(tài)設置，上端為加工開始端40為例表示，也可如圖10(a)所示，使收受筒4傾斜設置，或如圖10(b)所示呈水平狀態(tài)設置。圖10(a)中，標記45表示的部件為支承板，用于防止加工開始端40上載置的被加工物A0的下落。
當進行較大尺寸的芋頭等被加工物A的整形加工時，進給切斷刀50也可采用二把、三把、多把相靠近的形式。
也就是說，圖11所示的食材等的整形裝置1的前處理裝置3的進給切斷刀50以每二把一組相靠近的形式由連結支承板7加以支承，對應此靠近的進給切斷刀50，收受筒4也每二個一組相靠近。關于其他的結構，也是采用與所述基本實施方式所示同樣的結構，當然，也可如其他實施方式所示，加以合適的改變。
在與所述圖1所示的前處理裝置相同的技術思想指導下，諸如圖12所示，預先準備進給切斷刀50每多把一組相連的手動工作式的獨立型的前處理裝置3A，也可對應被加工物A的種類采用合適的裝置。也就是說，圖12所示的前處理裝置3A在上表面鋪設有平板的矩形桌狀的機架F的大致中央處相鄰設置兩個收受筒4，兩收受筒4的底部貫通機架F上表面，與設于其下方的取出槽70面對。在機架F上表面的左右，堅立導引桿71，與此相對，升降架72升降自如地卡止，并且通過壓縮盤簧73對升降架72向上方加力。在升降架72上，以下部突出于升降架72下面一側狀固定設置著兩個進給切斷刀50。兩個進給切斷刀50的上端由連結板74固定，連結板74上表面設有把手74a。進給切斷刀50內，設有如基本實施方式所示那樣的被向下方加力的壓入桿51。
在使用上述前處理裝置3A時，首先，進給切斷刀50由壓縮盤簧73加力，處于上方位置狀態(tài)，以此狀態(tài)將加工前的被加工物A0載置于收受筒4上的加工開始端40。而后，握住把手74a將其向下方按壓，由進給切斷刀50將加工前的被加工物A0切斷。切斷了的前處理加工后的被加工物A1落入收受筒4內，再落到取出槽70上而被取出。進給切斷刀50的升降架72可通過抵接收受筒4停止下降。
本發(fā)明的食材等的整形裝置1也可實質上僅由整形裝置主體2構成，可如圖13(a)(b)所示，變?yōu)橄鄬虿?0的供應口22連結供給戽斗23、通過合適的方法將前處理加工后的被加工物A1投入供給戽斗23的形式。順便提及，圖13(a)的食材等的整形裝置1中，通過用輸送機E輸送切斷殘片a1的實施方式也可參考。如上所述，當用供給戽斗23供給被加工物A1時，也可如圖13(c)所示，將供給口22做成籠形的管，并將管徑做成一個個接收被加工物A的尺寸，再從其側方傾斜地連通與供給戽斗23(圖略)相連的供給管22A，以保證被加工物A準確地一一落入。此實施方式中，所以將供給口22做成籠形的管，是因為在到此部位之前切削表皮a2都存在飛散問題，需盡量排除或阻止其附著。
(7)整形裝置主體的改變(7)-i 刀具組件的變形例刀具組件11可就其切刀15本身的形態(tài)或刀具組件11的基本形態(tài)做各種改變。首先，圖14(a)的結構是，切刀單片15A、15B僅構成各自的側部作用區(qū)域Z1，進而另設承擔底部作用區(qū)域Z2的切刀單片15C。又如圖14(b)所示，是用于原先的旋轉鼓輪14的刀具組件11的切刀15的變形例，對應加工形狀，將整體合成后的有效刃形做成U字形，尤其在其底部作用區(qū)域Z2，也可做成互不重疊的形式。經驗證明，采用這種形式時，被加工物A的一部分可形成紡錘形乃至圓錐形的尖。當然，為進一步增強這種趨勢，還可做成圖14(c)所示的V字形。
在基本實施方式中，切刀15設于旋轉鼓輪14的周面，而關鍵在于被加工物A與切刀15能相對移動即可，旋轉的刀具組件11未必非要在旋轉周上具有旋轉軌跡。如圖15(a)所示，也可使用對切刀15的支承具有足夠剛性的帶狀基材140，其上嵌設切刀15，在其行走軌跡的外周側設置輸送導向組件12，在該處形成加工室21。此時，可通過調整由帶狀基材140構成的刀具組件11整體的傾斜角度等變更加工室21的傾斜角度。由此，可實現(xiàn)對被加工物A的移動速度做適當?shù)恼{節(jié)。
(7)-ii 輸送方法的變形例關于被加工物A的輸送，在最初的基本實施狀態(tài)及之后的圖15(a)所示的將刀具組件11的切刀15嵌設于帶狀基材140上的實施方式的場合，被加工物A的移動基本上靠其重力落下，也可如圖15(b)所示，通過將空氣或水等流體通過噴嘴120或風扇121等作用于被加工物A，使其積極地移動。
又，此切刀15與被加工物A的相對移動在前述實施方式中都是外接刀具組件11的切刀15使被加工物A移動，也可如圖16(a)所示，使被加工物A以與刀具組件11內接的方式移動進行加工。也就是說，將刀具組件11設計成圓環(huán)狀，內側安裝切刀15，同時，在其內側內接設置輸送導向組件12進行加工。也可如圖16(b)所示，在刀具組件11的內側設置保持旋轉鼓輪125，在此形成被加工物A的保持袋126，通過使其旋轉，極而言之，即使刀具組件11不旋轉，也能起到切削作用。
(7)-iii 多級整形作為提高工作效率或整形精度的方法，可如圖17(a)所示，將加工頭10串聯(lián)連接，此時，可以在最初階段進行粗整形，由后級的加工頭10進行精細整形。此精細整形時，如圖17(b)(c)所示，應用與刀具組件11相同形狀的打磨盤11A或刷滾11B，可進一步提高表面加工的精度。
(7)-iv 輔助設備進而，本發(fā)明的食材等的整形裝置1雖然可在別的場合進行其后的排出、洗凈等工作，也可將這些工作同裝置組合起來。即如圖18所示，在食材等的整形裝置1的前級設置投入裝置8，后級設置取出洗凈裝置9。投入裝置8具有料斗31和使輸送始發(fā)端潛入其內部的輸送機32，由此實現(xiàn)依次取出被加工物A1并落入輸送導向組件12上方的供給戽斗23中的動作。
又，在其食材等的整形裝置1的后級，還可設置洗凈加工后的被加工物A3的洗凈槽40和進一步一邊將在此洗凈的加工后的被加工物A3逐漸向上方輸送、一邊進行如進行表面加工等的取出輸送機41。例如，在將取出輸送機41的表面作為打磨面的同時，在其上升軌道中途設置按壓被加工物A上方的導引板42，由此邊使被加工物A輸送邊通過打磨器狀的取出輸送機41的表面進行被加工物A表面的研磨，將其表面處理光滑。當然，這種作用是在經過洗凈槽40內時產生的，因此可以想見，通過這一加工，也會產生微小的切削表皮，但它們可由洗凈槽40內的洗凈水W清洗干凈。在此洗凈槽40的側肋部最好設置切削表皮a1的收集槽43。
(7)-v 安全對策因為是具有刀具的裝置，所以可在內部檢修等卸下機架F時，設置用于對其進行感知并停止運轉的防止事故的安全裝置。
(7)-vi 孔堵塞對策本發(fā)明由于產生切削表皮a1等，切刀15的周圍或加工室21等處的所謂孔堵塞便令人擔心，所以通過前述的切削表皮a1的脫離空間18及殘片排出袋19等辦法加以避免，而作為其他機構，雖無圖示，仍可在整體上將刀具組件11、輸送導向組件12設置成浸漬在洗凈水W等中的狀態(tài)，形成主動在加工過程中時常清洗的結構。當然，也可另外采取將洗凈水W等向切削表皮a1易堵塞的部位噴射等對策。
(7)-vii 被加工物的其他應用例本發(fā)明實質的開發(fā)課題是芋頭等的表面整修加工的新開發(fā)，因此以最適合于它的實施方式敘述，但只要是有同樣加工要求的物品，如其他的蔬菜類、根菜類等的適合整形加工的物品都可進行整形。例如在進行具有一定硬度的冷凍狀態(tài)的半加工食品的整形時；或在需要將煉制品等進行后加工并整形時；或在為使冷凍狀態(tài)的魚片具有作為食材的變化特意加工成球狀等塊粒狀時；或將飲料用的冰等整形成球粒狀；或食品之外的橡膠、樹脂等異形成形品的球粒狀的后加工等方面也可應用。
本發(fā)明具有上述技術內容，下面講述本發(fā)明的效果。首先根據權利要求1或6所述的發(fā)明，由于當被加工物A面對切刀15時保持游動狀態(tài)，所以被加工物A在與切刀15接觸并受到表面切削的同時，由切刀15賦予稍許游動狀態(tài)乃至旋轉狀態(tài)，通過這種不斷地運動，最終削遍其全部表面且削成希望的球形。能以簡單的結構確實獲得低成本的加工。
又，根據權利要求2或8所述的發(fā)明，切刀15具有旋轉軌跡。因此能夠合理地設計切刀15與被加工物A的相對的加工范圍。
進而，根據權利要求3或9所述的發(fā)明，切刀15的合成后的有效刃形大致為U字型，因此即使是具有非球形原始形狀的被加工物A也能最終整形加工為球形。
進而，根據權利要求4或10所述的發(fā)明，所述相對移動是通過具有切刀15的旋轉鼓輪14的旋轉、被加工物A在加工室21中的自然下落來實現(xiàn)的，因此在持續(xù)進行整形加工時不必另設促使被加工物A移動的裝置等即可進行加工。
進而，根據權利要求5或11所述的發(fā)明，旋轉鼓輪大致垂直旋轉，在外周面具有所述切刀的同時，此旋轉鼓輪的外周面覆設輸送導向組件，形成大小為可通過一個被加工物的通道空間的加工室21，因此可利用被加工物A的自然下落進行整形加工，尤其能不中止裝置而連續(xù)地進行整形加工，工作效率優(yōu)異。由于加工室21為可通過一個被加工物A1的通道空間，所以幾乎沒有被加工物A2彼此在加工室21內影響整形加工的問題，可實現(xiàn)被加工物A大致均等的希望的整形加工。
進而，根據權利要求6或12所述的發(fā)明，可順暢地排出切削表皮a1等，并能穩(wěn)定連續(xù)地運行。
進而，根據權利要求13所述的食材等的整形裝置，通過前處理裝置3將被加工物A預先切斷為易于進行整形加工的規(guī)定形狀，由于被加工物A1以規(guī)定時間間隔供給整形裝置主體2，所以被加工物A在整形裝置主體2中幾乎全無堵塞。在食材等的整形裝置1之外無須別的切斷裝置(粗加工裝置)，也就無須像現(xiàn)有技術那樣將切斷裝置與整形裝置相連的輸送機等。進而，由于裝置整體不是生產線式的形式，所以裝置整體緊湊，可不受場地限制地設于狹小的場所。
進而，根據權利要求14所述的食品材料等的整形裝置，在進給切斷刀50的中心設有在規(guī)定范圍自如進退于收受筒4內的壓入桿51的同時，設有對該壓入桿51向收受筒4內方向加力的加力部件，因此在由進給切斷刀50切斷被加工物A0后，被加工物A1可由壓入桿51推入，并順暢地落入收受筒4內。
進而，根據權利要求15所述的食材等的整形裝置，收受筒4大致為鉛直設置，因此經前處理加工的被加工物A1能靠自然下落順利地落入整形裝置主體2的供給口22中。又因在上端的加工開始端40形成V字型槽40a，所以被加工物A0載置時的載置穩(wěn)定性優(yōu)異，被加工物A0不會從收受筒4的加工開始端40滾落下來，不易產生載置裝置6的載置失誤問題。
進而，根據權利要求16所述的食材等的整形裝置，載置裝置6在板條式輸送機的輸送面上設有支承被加工物的支承桿61，另在收受筒4處形成有用于避開抵接該支承桿61的鉛直方向的切口41，因此載置裝置6能以簡單的構造抑制制造成本，同時，通過支承桿61和切口41的結構，可將被加工物A0無沖擊地置于收受筒4上的加工開始端40，大幅度防止載置失誤的發(fā)生。又因采用板條式輸送機，剛性好，支承桿61即使到輸送末端仍能確實地支承被加工物A0。
進而，根據權利要求17所述的發(fā)明，可向市場提供表面整形成希望形狀的食材。
進而，根據權利要求18所述的發(fā)明，以難于進行機械加工整形的芋頭等為對象，可以合理高效地以低成本獲得加工成希望形狀的制品。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明適用于在進行芋頭等被加工物的整形加工時，需要提高其工作效率及提高經濟性的場合。
權利要求
1.一種食材等的整形方法，使切刀(15)作用于被加工物(A)上而對被加工物(A)的表面形狀進行整形加工，其特征是，在所述被加工物(A)與切刀(15)相對移動的同時，將被加工物(A)制約成面對切刀(15)時確保游動狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的食材等的整形方法，其特征是，所述切刀(15)具有旋轉軌跡。
3.根據權利要求1或2所述的食材等的整形方法，其特征是，所述切刀(15)的合成后的有效刃形大致為U字型。
4.根據權利要求1、2或3所述的食材等的整形方法，其特征是，所述相對移動是通過具有切刀(15)的旋轉鼓輪(14)的旋轉、被加工物(A)在加工室(21)中的自然下落來實現(xiàn)的。
5.根據權利要求4所述的食材等的整形方法，其特征是，所述旋轉鼓輪(14)大致垂直旋轉，在外周面具有所述切刀(15)的同時，該旋轉鼓輪(14)的外周面覆設輸送導向組件(12)，形成大小為可通過一個被加工物(A)的通道空間的加工室(21)，且所述切刀(15)向與所述被加工物(A)的下落方向相反的方向旋轉。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的食材等的整形方法，其特征是，在所述切刀(15)附近設有用于排出切削表皮(a2)的機構。
7.一種食材的整形裝置，使切刀(15)作用于被加工物(A)上而對被加工物(A)的表面形狀進行整形加工，其特征是，在所述被加工物(A)與切刀(15)相對移動的同時，將被加工物(A)制約成面對切刀(15)時確保游動狀態(tài)。
8.根據權利要求7所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述切刀(15)具有旋轉軌跡。
9.根據權利要求7或8所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述切刀(15)的合成后的有效刀形大致為U字型。
10.根據權利要求7、8或9所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述相對移動是通過具有切刀(15)的旋轉鼓輪(14)的旋轉、被加工物(A)在加工室(21)中的自然下落來實現(xiàn)的。
11.根據權利要求10所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述旋轉鼓輪(14)大致垂直旋轉，在外周面具有所述切刀(15)的同時，該旋轉鼓輪(14)的外周面覆設輸送導向組件(12)，形成大小為可通過一個被加工物(A)的通道空間的加工室(21)，且所述切刀(15)向與所述被加工物(A)的下落方向相反的方向旋轉。
12.根據權利要求7、8、9、10或11所述的食材等的整形裝置，其特征是，在所述切刀(15)附近設有用于排出切削表皮(a2)的機構。
13.根據權利要求7、8、9、10、11或12所述的食材等的整形裝置，其特征是，前述食品原料等的整形裝置(1)具備在所述被加工物(A)與切刀(15)相對移動的同時、將被加工物(A)制約成面對切刀(15)時確保游動狀態(tài)的整形裝置主體(2)，和為易于在所述整形裝置主體(2)上進行所述的整形加工而將被加工物(A)預先切斷為規(guī)定形狀的前處理裝置(3A)，此前處理裝置(3A)由下列裝置組成，即與所述整形裝置主體(2)的供料口(22)連通、且將一個被加工物(A)用加工開始端支承的收受筒(4)；自如插入此收受筒(4)內并大致具有所述收受筒(4)內徑形狀的進給切斷刀(50)；以規(guī)定的時間間隔將被加工物(A)向所述收受筒(4)上加以載置的載置裝置(6)。
14.根據權利要求13所述的食品材料等的整形裝置，其特征是，在所述進給切斷刀(50)的中心設有自如進退于收受筒(4)內的壓入桿(51)的同時，設有對該壓入桿(51)向收受筒(4)內方向加力的加力部件。
15.根據權利要求13或14所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述收受筒(4)大致為鉛直設置，在其上端的所述加工開始端(40)形成V字型槽(40a)。
16.根據權利要求13、14或15所述的食材等的整形裝置，其特征是，所述載置裝置(6)在板條式輸送機的輸送面上設有支承被加工物(A)的支承桿(61)，在所述收受筒(4)處形成用于避開接觸該支承桿(61)抵接的鉛直方向的切口(41)。
17.一種整形制品，將切刀(15)作用于被加工物(A)上而對表面形狀進行整形加工而成，其特征是，一邊在所述被加工物(A)與切刀(15)相對移動的同時，將被加工物(A)制約成面對切刀(15)時確保游動狀態(tài)，一邊通過權利要求1、2、3、4、5或6所述的方法或權利要求7、8、9、10、11、12、13、14、15或16所述的裝置進行表面整形加工。
18.根據權利要求17所述的整形制品，其特征是，所述被加工物(A)為芋頭，整形形狀為球形。
全文摘要
提供一種將芋頭等食材加工成球形時使工作效率及經濟性提高的食材等的整形方法及裝置，在使切刀(15)作用于被加工物(A)進行被加工物(A)表面形狀整形加工的方法中，被加工物(A)與切刀(15)相對移動的同時，確保被加工物(A)面對切刀(15)時得以處于游動狀態(tài)，由于被加工物(A)保持游動狀態(tài)，所以被加工物(A)在與切刀(15)接觸并受到表面切削的同時，由切刀(15)賦予少許游動狀態(tài)乃至旋轉狀態(tài)，通過這種不斷地運動，最終削遍其全部表面且削成球形等。
文檔編號B26D3/24GK1642699SQ03806738
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權日2002年3月22日
發(fā)明者平垣德之, 平垣實 申請人:株式會社平垣制作所