物品分割装置、及び物品分割方法
【課題】ある程度の硬さがあり、包丁刃等で押し切ることが困難な物品を分割するのに適していて、この物品の形状が正多角形や円形等の回転対称形の断面を有する場合には、この物品を等分割できる物品分割装置及び物品分割方法を提供することを目的とする。
【解決手段】物品分割装置１０を、即席麺塊（物品）１４を拘持して即席麺塊１４の向きを規制する正６角形の物品拘持治具１２と、物品拘持治具１２により拘持された即席麺塊１４をＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送する搬送手段２０と、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が搬送されることにより回転軸Ｃが通過する箇所に円形鋸刃（切断刃）２２を有する３個の切断手段２４と、物品拘持治具１２に拘持される即席麺塊１４を回転軸Ｃのまわりに６０°ずつ方向変換させる２個の方向変換手段２６と、を備えて構成した。
【解決手段】物品分割装置１０を、即席麺塊（物品）１４を拘持して即席麺塊１４の向きを規制する正６角形の物品拘持治具１２と、物品拘持治具１２により拘持された即席麺塊１４をＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送する搬送手段２０と、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が搬送されることにより回転軸Ｃが通過する箇所に円形鋸刃（切断刃）２２を有する３個の切断手段２４と、物品拘持治具１２に拘持される即席麺塊１４を回転軸Ｃのまわりに６０°ずつ方向変換させる２個の方向変換手段２６と、を備えて構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を分割するための物品分割装置及び物品分割方法に関する。特には、包丁切り等の手段では切断しにくい物品の分割に適する。また、特には、回転対称形の断面を有する物品の等分割に適する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所謂カップ入り即席麺としては、１個の麺塊を１個のカップ容器に封入したものが周知である。しかし、特許第３４０４４６４号のように、湯戻ししても麺塊形状の崩れない即席麺も提案されており、この技術を用いれば、一口サイズの小麺塊を多数封入したカップ入り即席麺であって、小麺塊を一つずつ、スプーンやホークで喫食するような商品も可能である。このような商品を製造する場合、定型の一口サイズの小麺塊を製造する必要があり、そのためには、１個の小麺塊に対応する麺線群を取り分けてリテーナに投入していた。しかし、この方式の場合、複数の小麺塊の間において麺線の本数が異なって取り分けられてしまうと、麺線１本の長さが長いために各小麺塊間における重量差が大きくなり、各小麺塊を略一定量に製造するのは困難である。また、この方式では、麺塊がリテーナから離脱しにくかったり、麺塊形状を矩形等の形状としたいときに角部が丸くなるという欠点があった。そこで、大きな麺塊をフライ又は熱風乾燥等によって乾燥した後、これを等分割することが考えられる。
【０００３】
ここで、ニンジン等の野菜類等を複数個の略定型に等分割する成形機については案出されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ケーキやチーズ等を複数個に分割する装置についてもいくつかのものが案出されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。しかし、これらの技術は包丁刃によって押し切ることができるような比較的切断の容易な食品に関するものであり、乾燥麺塊のように、ある程度の硬さがあり、押し切ろうとすると割れたり、砕けたりするものに対応できるものではなかった。例えば、ビスケットや煎餅等は焼成後では壊れやすいので、生地の段階で１枚ずつ型抜きするか切断し、これを焼成して製造している。
【特許文献１】特開昭６０−４９７８５号公報
【特許文献２】実開昭５６−１４２５８７号公報
【特許文献３】特開昭５１−１９１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明者は、上記のような包丁刃での切断が困難な物品を分割でき、且つ一度の工程で切断を行うことのできる装置について鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。 すなわち、本発明は、ある程度の硬さがあり、包丁刃等で押し切ることが困難な物品を分割するのに適していて、この物品の形状が正多角形や円形等の回転対称形の断面を有する場合には、この物品を等分割できる物品分割装置及び物品分割方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の物品分割装置は、回転軸を有し、物品を拘持してその向きを規制する物品拘持治具と、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送経路の途中に間隔をおいて複数設けられ、前記物品拘持治具に拘持された前記物品が搬送されることにより前記回転軸が通過する箇所に切断刃を有する複数の切断手段と、前記複数の切断手段の間に設けられ、前記物品拘持治具に拘持される前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせる方向変換手段と、を備え、前記物品拘持治具の回転軸を前記搬送経路に対して垂直方向として前記物品を搬送手段で搬送し、前記切断手段及び前記方向変換手段により前記物品を分割することを特徴とする。
【０００６】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送経路の途中に係合部が設けられ、前記物品拘持治具にはその外周に沿って該係合部に係合される複数の被係合部が設けられ、該被係合部が該係合部に係合されることにより、該被係合部と該係合部との接触点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換することを特徴とする。
【０００７】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送経路には前記物品拘持治具の外周が摺動するガイドレールが設けられ、前記係合部が該ガイドレールから突出する突起部であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割装置であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸が一致することにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割することを特徴とする。
【０００９】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送手段が、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を前記搬送経路に沿って摺動させる手段であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記切断刃が、前記搬送手段による前記物品の搬送方向に対して平行方向であり且つ前記搬送経路に対して垂直方向であるピッチ円を有する円形鋸刃であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記物品拘持治具が、前記物品を嵌合する嵌合凹部と、前記回転軸を通り互いに一定角度をなし、前記切断刃が入り込む複数の溝と、を備え、前記嵌合凹部の前記回転軸に垂直な断面が、略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の物品分割方法は、回転軸を有する物品拘持治具によって物品を拘持するステップと、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送するステップと、を含み、前記搬送するステップが、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を、前記搬送経路上の前記回転軸が通過する箇所に設けられた切断刃により切断するステップと、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせるステップと、を含み、前記切断ステップ及び方向変換ステップを交互に繰り返して前記物品を分割することを特徴とする。
【００１３】
本発明の物品分割方法は、前記物品分割方法において、前記方向変換ステップが、前記物品拘持治具の外周の一定点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換するステップであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の物品分割方法は、前記物品分割方法において、前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割方法であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸を一致させることにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割するステップであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の物品分割装置及び物品分割方法によれば、物品拘持治具により物品を拘持した状態で切断、分割するので、変形しやすい又は破損しやすい物品の分割に適している。また、物品が即席油揚げ麺の場合にはフライ後に、物品がビスケットや煎餅の場合には焼成後に、夫々分割することができるため、分割塊体の角部が丸くなることがない。また、本発明の物品分割装置によれば、切断刃を鋸刃、超音波カッター等とすることができるため、包丁刃では切れない硬さを有するものや、押し切ろうとすると砕けてしまう脆い物品を切断、分割することができる。また、物品が回転対称形である場合には、物品拘持治具で拘持し、搬送しながら、切断し、且つ方向変換することにより、容易且つ確実に物品を回転対称軸を通る切断面で等分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明に係る物品分割装置及び物品拘持治具の実施の形態について、分割する物品を略正６角柱形状の即席麺塊とした場合を例に、図面に基づいて詳しく説明する。なお、明細書において、例えば、符号を２２とした場合、２２（１）、２２（２）、２２（３）を含む。その他の符号についても同様である。
【００１７】
図１乃至図４において、符号１０は、本発明の物品分割装置であり、符号１２は、本発明の物品拘持治具である。
【００１８】
物品分割装置１０は、図１及び図２に示すように、回転軸Ｃを有し、即席麺塊（物品）１４を拘持して即席麺塊１４の向きを規制する略正６角形の物品拘持治具１２と、物品拘持治具１２により拘持された即席麺塊１４をＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送する搬送手段２０と、搬送経路１８の途中に一定間隔をおいて設けられ、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が搬送されることにより回転軸Ｃが通過する箇所に円形鋸刃（切断刃）２２を有する３個の切断手段２４と、３個の切断手段２４の間に設けられ、物品拘持治具１２に拘持される即席麺塊１４を回転軸Ｃのまわりに６０°（既定角度）ずつ方向変換させる２個の方向変換手段２６と、を備える。そして、物品拘持治具１２の回転軸Ｃを搬送経路１８に対して垂直方向として即席麺塊（物品）１４を搬送手段２０で搬送し、切断手段２４及び方向変換手段２６により、回転軸Ｃを通る切断面で即席麺塊１４を６等分割する物品分割装置である。
【００１９】
即席麺塊１４は、麺線を略正６角柱形状に成型して揚げたものであり、物品拘持治具１２に嵌合することができる。すなわち、即席麺塊１４の断面であり、物品拘持治具１２に拘持された場合の回転軸Ｃに垂直な断面が、略６回回転対称形である略正６角形の本実施形態の場合、即席麺塊１４の回転対称軸Ｅに回転軸Ｃを一致させて物品分割装置１０により６等分割できる。この即席麺塊１４は、特許第３４０４４６４号の製造方法によって、熱湯を注ぐことによって復元するが、複数の麺線が分離し難いように形成されている。なお、この即席麺塊１４を６等分割して形成された分割塊体６個が一口分として使用される。
【００２０】
物品拘持治具１２は、図３及び図４に示すように、即席麺塊１４を嵌合する嵌合凹部２８と、回転軸Ｃを通り互いに６０°の一定角度をなし、円形鋸刃２２が入り込む３本の溝３０と、を備えている。嵌合凹部２８は、略正６角形の側壁３２によって６個の辺から成る略正６角形の断面を形成している。溝３０は、略正６角形の頂点から底面３４を通って対向する頂点まで、略正６角形の対角線方向に延びている。すなわち、物品拘持治具１２は、略正６角形の即席麺塊１４を拘持してＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送し、溝３０及び回転軸Ｃが円形鋸刃２２を通過して即席麺塊１４を切断し、３個の円形鋸刃２２の間において即席麺塊１４を回転軸Ｃまわりに６０°ずつ方向変換させることにより、回転軸Ｃを一致させた回転対称軸Ｅを通る切断面Ｂで即席麺塊１４を６等分割するように構成されている。なお、嵌合凹部２８が偶数である６個の辺からなる略正６角形の断面を有するため、溝３０が略正６角形の頂点から対向する頂点まで回転軸Ｃを通りながら直線に延びることができ、溝３０及び回転軸Ｃが、円形鋸刃２２を通過することができる。
【００２１】
搬送手段２０は、図１及び図６に示すように、物品拘持治具１２に固定された支持軸３６と、支持軸３６が回動可能且つＹ軸方向に摺動可能な溝を有するガイド３８と、ガイド３８に固定されたロッド４０とを有し、図示しない移動駆動手段によりロッド４０をＸ軸方向へ移動させることにより、物品拘持治具１２を搬送経路１８上でＸ軸方向に摺動させるように構成されている。よって、搬送経路１８は、物品拘持治具１２が摺動可能なように、滑らかな上面を有している。支持軸３６及びガイド３８は、すすみ対偶及びまわり対偶を有する自由度２の連結機構を構成している。なお、移動駆動手段は、特に限定されないが、サーボモーター等を利用した機構によって構成されることにより、移動速度を電気的に制御できることが望ましい。
【００２２】
切断手段２４は、搬送経路１８の孔４２から上へ一部が突出する円形鋸刃２２と、円形鋸刃２２を回転させる図示しない回転駆動手段とを備えている。円形鋸刃２２のピッチ円２３は、図２に示すように、即席麺塊１４の搬送方向（Ｘ軸方向）に対して平行方向であり、且つ搬送経路１８に対して垂直方向である。
【００２３】
搬送経路１８は、図１に示すように、物品拘持治具１２の側壁３２を摺動させて物品拘持治具１２の搬送方向を規制するガイドレール４４及び４６を幅方向両端に備えている。一方のガイドレール４６には、物品拘持治具１２の方向変換のスペースを確保するために、開口部４８が設けられており、他方のガイドレール４４は、搬送経路１８のほぼ全長に渡って設置されている。ガイドレール４４及び４６から円形鋸刃２２までの距離Ｗ１は、物品拘持治具１２の回転軸Ｃから６角形の各辺までの距離Ｗ２と一致し、溝３０及び回転軸Ｃが必ず円形鋸刃２２を通過するように構成されている。なお、図６に示すように、ガイド３８及び支持軸３６の間にバネ３７が設けられ、物品拘持治具１２に対してガイドレール４４へ向かう付勢力を付与するように構成されている。
【００２４】
ガイドレール４４の開口部４８近辺には、物品拘持治具１２の溝３０に係合する突起部５０が設けられている。すなわち、溝（被係合部）３０が突起部（係合部）５０に係合されることにより、溝３０と突起部５０との接触点を瞬間中心として物品拘持治具１２が回転して、６０°の方向変換をするように構成されている。すなわち、方向変換手段２６は、溝３０と突起部５０とによって構成される。
【００２５】
また、図１及び図２に示すように、ガイドレール４４及び４６には、物品拘持治具１２の上面を摺動させて物品拘持治具１２を搬送経路１８へ押し当てる水平方向の抑圧摺動板５２が設けられている。この抑圧摺動板５２により、円形鋸刃２２から物品拘持治具１２内の即席麺塊１４へＺ軸方向の押圧力が付加されても、物品拘持治具１２がＺ軸方向に浮いてしまうことがない。
【００２６】
このような構成の本発明に係る物品分割装置１０及び物品拘持治具１２を用いた物品の分割方法を説明するとともに、その作用び効果について以下に説明する。
【００２７】
麺線を略６角柱形状に成型して揚げた即席麺塊１４を、略６角形物品分割装置１０及び物品拘持治具１２を用いて６等分割する場合、即席麺塊１４を物品拘持治具１２の嵌合凹部２８に嵌合し、嵌合凹部２８の開口部を下に向けて搬送経路１８の図１及び図２の右端付近の上に載置する。この時、物品拘持治具１２の回転軸Ｃは搬送経路１８に対して垂直方向となる。なお、物品拘持治具１２の外周の平面は、バネ３７によってガイドレール４４に密着させられる。
【００２８】
次に、移動駆動手段を駆動させて、物品拘持治具１２を搬送経路１８及びガイドレール４４に沿ってＸ軸方向に摺動させると、物品拘持治具１２の左端付近が、抑圧摺動板５２（１）の下に入り込み、抑圧摺動板５２（１）、搬送経路１８、ガイドレール４４及び４６（１）に対して摺動する。そして、物品拘持治具１２が更に摺動すると、円形鋸刃２２（１）が物品拘持治具１２の溝３０（１）内に入り込み、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が切断されていき、回転軸Ｃが円形鋸刃２２（１）を通過する。さらに、物品拘持治具１２が、抑圧摺動板５２（１）及びガイドレール４６（１）を通り過ぎて図１に示す位置に達した時、即席麺塊１４には、図５（ｂ）に示すように、切断面Ｂ（１）が生じる。
【００２９】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、図６（ａ）に示すように、突起部５０（１）に接近し、図７に示すように、溝３０（３）と突起部５０（１）が係合し、溝３０（２）と突起部５０（１）との接触点Ｐを機構学上の瞬間中心として物品拘持治具１２が回転する。すなわち、物品拘持治具１２の他の節との接触状態が、すべり接触からころがり接触へ移行する。この時、支持軸３６は、図６（ｂ）に示すように、ガイド３８に沿ってＹ軸負方向に摺動する。なお、突起部５０（１）が溝３０（２）内に入り込むことにより、溝３０（３）と突起部５０（１）が確実に係合する。
【００３０】
ここで、図７に基き物品拘持治具１２の回転について説明すると、ガイド３８が支持軸３６を押圧する力Ｎ１とバネ３７が支持軸３６を押圧する力Ｎ２との間には、Ｎ１・Ｌｃｏｓθ＞Ｎ２・Ｌｓｉｎθ（ＬはＰから支持軸３６の中心点までの距離）なる関係があれば、物品拘持治具１２は回転できる。物品拘持治具１２が６回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約３０°であるから、Ｎ１がＮ２の１／（３1/2）倍より大きい値であれば回転できる。また、仮に、物品拘持治具１２が４回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約４５°であるから、Ｎ１がＮ２より大きい値であれば回転できる。また、仮に、物品拘持治具１２が３回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約６０°であるから、Ｎ１がＮ２の３1/2 倍より大きい値であれば回転できる。また、物品拘持治具１２の回転速度Ｖ２は、Ｖ１／ｃｏｓθ（Ｖ１はガイド３８の速度）であり、容易に把握できる。また、回転速度Ｖ２はＶ１の１／ｃｏｓθ倍であるため、Ｖ２が過剰に早くなって物品拘持治具１２が突起部５０（１）から離脱してしまうこともない。なお、図７において、Ｖ１２は、支持軸３６のガイド３８に対する速度である。
【００３１】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、図６（ｃ）に示すように、物品挟持治具１２の外周がガイドレール４４に密着する。これにより、物品拘持治具１２は、結果的に、回転軸Ｃのまわりに６０°方向変換したこととなる。
【００３２】
物品拘持治具１２が、このように方向変換した状態で更にＸ軸方向へ摺動すると、物品拘持治具１２の左端付近が、抑圧摺動板５２（２）の下に入り込み、抑圧摺動板５２（２）、搬送経路１８、ガイドレール４４及び４６（２）に対して摺動する。そして、物品拘持治具１２が更に摺動すると、円形鋸刃２２（２）が物品拘持治具１２の溝３０（２）内に入り込み、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が切断されていき、回転軸Ｃが円形鋸刃２２（２）を通過する。物品拘持治具１２が、抑圧摺動板５２（２）及びガイドレール４６（２）を通り過ぎた時、即席麺塊１４には、図５（ｃ）に示すように、切断面Ｂ（２）が生じる。
【００３３】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、突起部５０（２）によって同様に方向変換し、即席麺塊１４は円形鋸刃２２（３）によって同様に切断され、図５（ｄ）に示すように、切断面Ｂ（３）が生じる。すなわち、即席麺塊１４が切断面Ｂ（１）、Ｂ（２）及びＢ（３）によって６等分割され、６個の分割塊体が形成されたこととなる。このようにして６等分割された即席麺塊１４は、容器に入れられ、包装されて販売される。
【００３４】
このような物品分割装置１０及び物品拘持治具１２によれば、即席麺塊１４を拘持して搬送しながら６０°ずつ方向変換させることにより、即席麺塊１４を容易且つ確実に６等分割することができる。また、即席麺塊１４が物品拘持治具１２によって拘持されるため、即席麺塊１４の外形を損なうことなく分割でき、即席麺塊１４等のこわれやすい物品の分割に適している。特に、即席麺塊１４を物品拘持治具１２の嵌合凹部２８に嵌合して拘持することにより、即席麺塊１４の外形を損なうのを防止できる。
【００３５】
また、即席麺塊１４を拘持した物品拘持治具１２を、搬送経路１８、抑圧摺動板５２、ガイドレール４４及び４６に摺動させながら円形鋸刃２２によって切断するため、物品拘持治具１２が円形鋸刃２２からの上方向への押圧力等によって揺動することがなく、即席麺塊１４を確実に６等分割することができる。
【００３６】
また、溝（被係合部）３０（２）と突起部（係合部）５０（１）との接触点Ｐを瞬間中心として物品拘持治具１２を回転させて方向変換させるため、方向変換させるための駆動手段等を設ける必要がなく、装置全体としてコンパクトに構成できる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、物品拘持治具１２をガイドレール４４と４６の間に挟持して搬送経路１８上を摺動させて搬送したが、物品拘持治具１２の支持軸３６を搬送経路１８の上方の空間に設置したレールに係止して、そのレール上を支持軸３６が移動して搬送する構造としてもよい。また、搬送経路１８自身をコンベア構造とした搬送手段としてもよい。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について図面に基いて説明したが、本発明は、上述した実施形態には限定されない。
【００３９】
例えば、物品分割装置１０において、図８に示すように、切断手段２２を固定カッター６０によって構成しても良い。この場合、移動手段によって物品拘持治具１２をＸ方向に移動させる力及び抑圧摺動板５２によってＺ軸負方向に押圧する力により、即席麺塊１４が強制的に切断される。この場合、固定カッター６０を超音波カッターとし、抑圧摺動板５２を強固な金属製とすることが望ましい。
【００４０】
また、物品拘持治具は、図９及び図１０に示すように、断面が円形（ｎが無限大のｎ回回転対称形）である即席麺塊５４を拘持する物品拘持治具５６であっても良い。この物品拘持治具５６は、即席麺塊５４を４等分割するための治具であり、複数の針５８を即席麺塊５４に突刺して拘持する。この物品拘持治具５６を用いて回転軸Ｃのまわりに方向変換する場合、サーボモータ機構等によって回転軸Ｃのまわりに９０°回転させて方向変換させる。サーボモータ機構の場合、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏポート等から構成される制御手段からサーボモータにパルスを払い出して一定角度回転させる。
【００４１】
この物品拘持治具５６を用いる場合の分割方法は、即席麺塊を拘持した物品拘持治具５６を搬送経路上に設けられた切断刃を物品拘持治具の溝に通して切断手段により切断し、その後、方向変換手段により物品拘持治具５６を回転軸Ｃのまわりに９０°回転する。次に、９０°回転した物品拘持治具５６をさらに搬送して搬送経路上に設けられた次の切断刃を物品拘持治具の他の溝に通して切断する。このようにして、即席麺塊５４を４等分割できる。
【００４２】
なお、断面が円形の即席麺塊を拘持するのに円形の物品拘持治具５６を用いたが、複数の針で突刺して拘持する機構であれば、物品拘持治具は物品を嵌合する構造である必要はない。また、物品との当接面に切断刃が通る溝を有する構造でなくてよい。このような物品拘持治具としては、他にバキュームで物品を拘持する治具が考えられる。
【００４３】
以上、瞬間中心を生じさせることにより物品を方向変換させて分割する図１乃至図８に示す分割方式（以下、第１の分割方式と言う。）、及び、サーボモータ機構等を用いて物品拘持治具の回転軸を直接回転させることにより物品を方向変換させて分割する分割方式（以下、第２の分割方式と言う。）について、夫々、一定形状の物品を例にして説明したが、他の形状の物品を分割する実施形態について以下に説明する。
【００４４】
図１１及び図１２は、断面が正方形（ｎが４のｎ回回転対称形）の物品１００、及び断面が長方形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１０２を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１００及び１０２を第１の分割方式によって分割した場合、図１１に示すように、正方形の各辺の中点を結ぶ切断面Ｂによって４等分割される。なお、物品１０２を切断する２箇所の切断手段については、ガイドレールから切断刃までの距離Ｗ１を互いに異ならせる必要がある。
【００４５】
一方、物品１００及び１０２を第２の分割方式によって分割した場合、図１１及び図１２に示すような分割態様が可能である。すなわち、物品１００をサーボモータ機構等によって９０°の方向変換をすることにより、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、４等分割でき、４５°ずつ方向変換することにより、図１２（ｃ）に示すように、８等分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によって９０°の方向変換をすることにより、図１１（ｂ）に示すように、４等分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によってθ１又はθ２の方向変換をすることにより、図１２（ｂ）に示すように、等分割ではないが４分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によってθ３及びθ４の方向変換をすることにより、図１２（ｄ）に示すように、８等分割できる。なお、θ１、θ２、θ３、及びθ４の値をメモリに格納しておくことにより、これらの角度で回転させる制御が可能である。
【００４６】
図１３は、断面が８角形（ｎが８のｎ回回転対称形）の物品１０４を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１０４を第１の分割方式によって分割した場合、図１３（ａ）又は（ｂ）に示すように、８等分割又は４等分割することができる。一方、物品１０４を第２の分割方式によって分割した場合、図１３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、８等分割又は４等分割することができる。
【００４７】
図１４は、断面が３角形（ｎが３のｎ回回転対称形）の物品１０６、及び断面が５角形（ｎが５のｎ回回転対称形）の物品１０８を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１０６を第１の分割方式によって分割した場合、図１４（ａ）に示すように等分割ではないが６分割できる。また、物品１０８を第１の分割方式によって分割した場合、図１４（ｂ）に示すように等分割ではないが１０分割できる。また、物品１０６を第２の分割方式によって分割した場合、図１４（ａ）に示すように６分割、又は図１４(ｃ）に示すように６等分割できる。また、物品１０８を第２の分割方式によって分割した場合、図１４（ｂ）に示すように１０分割、又は図１４(ｄ）に示すように１０等分割できる。
【００４８】
図１５（ａ）は、断面が楕円形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１１０を第２の分割方式によって４等分割する実施形態を示す。また、図１５（ｂ）は、断面が菱形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１１２を第２の分割方式によって４等分割する実施形態を示す。
【００４９】
なお、以上に説明した第１の分割方式及び第２の分割方式のいずれの分割方式においても、物品をｍ個（ｍは４以上の偶数）に分割する場合には、切断手段をｍ／２箇所、方向変換手段を少なくともｍ／２−１箇所設けていれば足りる。また、第１の分割方式の場合、物品拘持治具に形成される切断刃が通過する溝は、物品の切断面Ｂに対応するように形成される。また、第１の分割方式の場合、搬送経路上に設けられた係合部に係合される物品拘持治具上の被係合部は、ｎ回回転対称形の外周の各頂点に設けられる。このため、例えば、断面が長方形、正方形、正８角形の場合のように、切断刃が通過する溝が被係合部と一致しない場合もある。第１の分割方式の場合、ｎ回回転対称形の物品において、ｎが偶数の場合に等分割可能であり、一方、第２の分割方式の場合、ｎが２以上の自然数であれば等分割することが可能である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面に基いて説明したが、本発明は、図示した実施形態には限定されない。例えば、本発明の物品分割装置によって分割する物品は、即席麺塊に限定されず、煎餅、ビスケット、羊羹、ピザ等であってもよい。また、食品以外の金属や樹脂等の物品であってもよい。
【００５１】
その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の物品分割装置及び物品分割方法によれば、物品拘持治具により物品を拘持した状態で切断、分割するので、変形しやすい又は破損しやすい物品の分割に適している。このため、即席麺塊に限らず、種々の物品を分割するために広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の物品分割装置及び物品拘持治具を示す平面図である。
【図２】図１の物品分割装置及び物品拘持治具を示す正面図である。
【図３】図１の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大平面図、同図（ｂ）は拡大底面図である。
【図４】図１の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面図、同図（ｂ）は図３のＡ−Ａ線切断部断面図である。
【図５】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を分割する状態を示す図であり、同図（ａ）は即席麺塊を切断する前の状態、同図（ｂ）は即席麺塊を１方向で切断した状態、同図（ｃ）は即席麺塊を２方向で切断した状態、同図（ｄ）は即席麺塊を３方向で切断した状態を示す平面図である。
【図６】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を回転させて方向変換させる状態を示す図であり、同図（ａ）は即席麺塊を拘持した物品拘持治具が突起部に接触する直前の状態、同図（ｂ）は物品拘持治具が突起部に接触して回転する状態、同図（ｃ）は物品拘持治具が回転した状態を示す平面図である。
【図７】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を回転させて方向変換させる状態を機構学的に説明するための拡大平面図である。
【図８】本発明の物品分割装置及び物品拘持治具の他の実施形態を示す正面図である。
【図９】本発明の物品拘持治具の他の実施形態を示す図であり、同図（ａ）は拡大平面図、同図（ｂ）は拡大底面図である。
【図１０】図９の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面図、同図（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線切断部断面図である。
【図１１】本発明の物品分割装置の他の実施形態を説明するための図であり、他の分割形態を示す平面図である。
【図１２】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１４】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１５】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：物品分割装置
１２、５６：物品拘持治具
１４、５４：即席麺塊（物品）
１８：搬送経路
２０：搬送手段
２２（１）、２２（２）、２２（３）：円形鋸刃（切断刃）
２３：ピッチ円
２４（１）、２４（２）、２４（３）：切断手段
２６（１）、２６（２）：方向変換手段
２８：嵌合凹部
３０（１）、３０（２）、３０（３）：溝
３２：側壁
３４：底面
３６：支持軸
３８：ガイド
４０：ロッド
４２：孔
４４、４６：ガイドレール
４８：開口部
５０（１）、５０（２）：突起部（係合部）
５２：抑圧摺動板
５８：針
６０（１）、６０（２）、６０（３）：固定カッター
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２：物品
Ｃ：回転軸
Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（５）：切断面
Ｅ：回転対称軸
Ｐ：瞬間中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を分割するための物品分割装置及び物品分割方法に関する。特には、包丁切り等の手段では切断しにくい物品の分割に適する。また、特には、回転対称形の断面を有する物品の等分割に適する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所謂カップ入り即席麺としては、１個の麺塊を１個のカップ容器に封入したものが周知である。しかし、特許第３４０４４６４号のように、湯戻ししても麺塊形状の崩れない即席麺も提案されており、この技術を用いれば、一口サイズの小麺塊を多数封入したカップ入り即席麺であって、小麺塊を一つずつ、スプーンやホークで喫食するような商品も可能である。このような商品を製造する場合、定型の一口サイズの小麺塊を製造する必要があり、そのためには、１個の小麺塊に対応する麺線群を取り分けてリテーナに投入していた。しかし、この方式の場合、複数の小麺塊の間において麺線の本数が異なって取り分けられてしまうと、麺線１本の長さが長いために各小麺塊間における重量差が大きくなり、各小麺塊を略一定量に製造するのは困難である。また、この方式では、麺塊がリテーナから離脱しにくかったり、麺塊形状を矩形等の形状としたいときに角部が丸くなるという欠点があった。そこで、大きな麺塊をフライ又は熱風乾燥等によって乾燥した後、これを等分割することが考えられる。
【０００３】
ここで、ニンジン等の野菜類等を複数個の略定型に等分割する成形機については案出されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ケーキやチーズ等を複数個に分割する装置についてもいくつかのものが案出されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。しかし、これらの技術は包丁刃によって押し切ることができるような比較的切断の容易な食品に関するものであり、乾燥麺塊のように、ある程度の硬さがあり、押し切ろうとすると割れたり、砕けたりするものに対応できるものではなかった。例えば、ビスケットや煎餅等は焼成後では壊れやすいので、生地の段階で１枚ずつ型抜きするか切断し、これを焼成して製造している。
【特許文献１】特開昭６０−４９７８５号公報
【特許文献２】実開昭５６−１４２５８７号公報
【特許文献３】特開昭５１−１９１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明者は、上記のような包丁刃での切断が困難な物品を分割でき、且つ一度の工程で切断を行うことのできる装置について鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。 すなわち、本発明は、ある程度の硬さがあり、包丁刃等で押し切ることが困難な物品を分割するのに適していて、この物品の形状が正多角形や円形等の回転対称形の断面を有する場合には、この物品を等分割できる物品分割装置及び物品分割方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の物品分割装置は、回転軸を有し、物品を拘持してその向きを規制する物品拘持治具と、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送経路の途中に間隔をおいて複数設けられ、前記物品拘持治具に拘持された前記物品が搬送されることにより前記回転軸が通過する箇所に切断刃を有する複数の切断手段と、前記複数の切断手段の間に設けられ、前記物品拘持治具に拘持される前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせる方向変換手段と、を備え、前記物品拘持治具の回転軸を前記搬送経路に対して垂直方向として前記物品を搬送手段で搬送し、前記切断手段及び前記方向変換手段により前記物品を分割することを特徴とする。
【０００６】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送経路の途中に係合部が設けられ、前記物品拘持治具にはその外周に沿って該係合部に係合される複数の被係合部が設けられ、該被係合部が該係合部に係合されることにより、該被係合部と該係合部との接触点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換することを特徴とする。
【０００７】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送経路には前記物品拘持治具の外周が摺動するガイドレールが設けられ、前記係合部が該ガイドレールから突出する突起部であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割装置であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸が一致することにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割することを特徴とする。
【０００９】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記搬送手段が、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を前記搬送経路に沿って摺動させる手段であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記切断刃が、前記搬送手段による前記物品の搬送方向に対して平行方向であり且つ前記搬送経路に対して垂直方向であるピッチ円を有する円形鋸刃であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の物品分割装置は、前記物品分割装置において、前記物品拘持治具が、前記物品を嵌合する嵌合凹部と、前記回転軸を通り互いに一定角度をなし、前記切断刃が入り込む複数の溝と、を備え、前記嵌合凹部の前記回転軸に垂直な断面が、略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の物品分割方法は、回転軸を有する物品拘持治具によって物品を拘持するステップと、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送するステップと、を含み、前記搬送するステップが、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を、前記搬送経路上の前記回転軸が通過する箇所に設けられた切断刃により切断するステップと、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせるステップと、を含み、前記切断ステップ及び方向変換ステップを交互に繰り返して前記物品を分割することを特徴とする。
【００１３】
本発明の物品分割方法は、前記物品分割方法において、前記方向変換ステップが、前記物品拘持治具の外周の一定点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換するステップであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の物品分割方法は、前記物品分割方法において、前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割方法であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸を一致させることにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割するステップであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の物品分割装置及び物品分割方法によれば、物品拘持治具により物品を拘持した状態で切断、分割するので、変形しやすい又は破損しやすい物品の分割に適している。また、物品が即席油揚げ麺の場合にはフライ後に、物品がビスケットや煎餅の場合には焼成後に、夫々分割することができるため、分割塊体の角部が丸くなることがない。また、本発明の物品分割装置によれば、切断刃を鋸刃、超音波カッター等とすることができるため、包丁刃では切れない硬さを有するものや、押し切ろうとすると砕けてしまう脆い物品を切断、分割することができる。また、物品が回転対称形である場合には、物品拘持治具で拘持し、搬送しながら、切断し、且つ方向変換することにより、容易且つ確実に物品を回転対称軸を通る切断面で等分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明に係る物品分割装置及び物品拘持治具の実施の形態について、分割する物品を略正６角柱形状の即席麺塊とした場合を例に、図面に基づいて詳しく説明する。なお、明細書において、例えば、符号を２２とした場合、２２（１）、２２（２）、２２（３）を含む。その他の符号についても同様である。
【００１７】
図１乃至図４において、符号１０は、本発明の物品分割装置であり、符号１２は、本発明の物品拘持治具である。
【００１８】
物品分割装置１０は、図１及び図２に示すように、回転軸Ｃを有し、即席麺塊（物品）１４を拘持して即席麺塊１４の向きを規制する略正６角形の物品拘持治具１２と、物品拘持治具１２により拘持された即席麺塊１４をＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送する搬送手段２０と、搬送経路１８の途中に一定間隔をおいて設けられ、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が搬送されることにより回転軸Ｃが通過する箇所に円形鋸刃（切断刃）２２を有する３個の切断手段２４と、３個の切断手段２４の間に設けられ、物品拘持治具１２に拘持される即席麺塊１４を回転軸Ｃのまわりに６０°（既定角度）ずつ方向変換させる２個の方向変換手段２６と、を備える。そして、物品拘持治具１２の回転軸Ｃを搬送経路１８に対して垂直方向として即席麺塊（物品）１４を搬送手段２０で搬送し、切断手段２４及び方向変換手段２６により、回転軸Ｃを通る切断面で即席麺塊１４を６等分割する物品分割装置である。
【００１９】
即席麺塊１４は、麺線を略正６角柱形状に成型して揚げたものであり、物品拘持治具１２に嵌合することができる。すなわち、即席麺塊１４の断面であり、物品拘持治具１２に拘持された場合の回転軸Ｃに垂直な断面が、略６回回転対称形である略正６角形の本実施形態の場合、即席麺塊１４の回転対称軸Ｅに回転軸Ｃを一致させて物品分割装置１０により６等分割できる。この即席麺塊１４は、特許第３４０４４６４号の製造方法によって、熱湯を注ぐことによって復元するが、複数の麺線が分離し難いように形成されている。なお、この即席麺塊１４を６等分割して形成された分割塊体６個が一口分として使用される。
【００２０】
物品拘持治具１２は、図３及び図４に示すように、即席麺塊１４を嵌合する嵌合凹部２８と、回転軸Ｃを通り互いに６０°の一定角度をなし、円形鋸刃２２が入り込む３本の溝３０と、を備えている。嵌合凹部２８は、略正６角形の側壁３２によって６個の辺から成る略正６角形の断面を形成している。溝３０は、略正６角形の頂点から底面３４を通って対向する頂点まで、略正６角形の対角線方向に延びている。すなわち、物品拘持治具１２は、略正６角形の即席麺塊１４を拘持してＸ軸方向の搬送経路１８に沿って搬送し、溝３０及び回転軸Ｃが円形鋸刃２２を通過して即席麺塊１４を切断し、３個の円形鋸刃２２の間において即席麺塊１４を回転軸Ｃまわりに６０°ずつ方向変換させることにより、回転軸Ｃを一致させた回転対称軸Ｅを通る切断面Ｂで即席麺塊１４を６等分割するように構成されている。なお、嵌合凹部２８が偶数である６個の辺からなる略正６角形の断面を有するため、溝３０が略正６角形の頂点から対向する頂点まで回転軸Ｃを通りながら直線に延びることができ、溝３０及び回転軸Ｃが、円形鋸刃２２を通過することができる。
【００２１】
搬送手段２０は、図１及び図６に示すように、物品拘持治具１２に固定された支持軸３６と、支持軸３６が回動可能且つＹ軸方向に摺動可能な溝を有するガイド３８と、ガイド３８に固定されたロッド４０とを有し、図示しない移動駆動手段によりロッド４０をＸ軸方向へ移動させることにより、物品拘持治具１２を搬送経路１８上でＸ軸方向に摺動させるように構成されている。よって、搬送経路１８は、物品拘持治具１２が摺動可能なように、滑らかな上面を有している。支持軸３６及びガイド３８は、すすみ対偶及びまわり対偶を有する自由度２の連結機構を構成している。なお、移動駆動手段は、特に限定されないが、サーボモーター等を利用した機構によって構成されることにより、移動速度を電気的に制御できることが望ましい。
【００２２】
切断手段２４は、搬送経路１８の孔４２から上へ一部が突出する円形鋸刃２２と、円形鋸刃２２を回転させる図示しない回転駆動手段とを備えている。円形鋸刃２２のピッチ円２３は、図２に示すように、即席麺塊１４の搬送方向（Ｘ軸方向）に対して平行方向であり、且つ搬送経路１８に対して垂直方向である。
【００２３】
搬送経路１８は、図１に示すように、物品拘持治具１２の側壁３２を摺動させて物品拘持治具１２の搬送方向を規制するガイドレール４４及び４６を幅方向両端に備えている。一方のガイドレール４６には、物品拘持治具１２の方向変換のスペースを確保するために、開口部４８が設けられており、他方のガイドレール４４は、搬送経路１８のほぼ全長に渡って設置されている。ガイドレール４４及び４６から円形鋸刃２２までの距離Ｗ１は、物品拘持治具１２の回転軸Ｃから６角形の各辺までの距離Ｗ２と一致し、溝３０及び回転軸Ｃが必ず円形鋸刃２２を通過するように構成されている。なお、図６に示すように、ガイド３８及び支持軸３６の間にバネ３７が設けられ、物品拘持治具１２に対してガイドレール４４へ向かう付勢力を付与するように構成されている。
【００２４】
ガイドレール４４の開口部４８近辺には、物品拘持治具１２の溝３０に係合する突起部５０が設けられている。すなわち、溝（被係合部）３０が突起部（係合部）５０に係合されることにより、溝３０と突起部５０との接触点を瞬間中心として物品拘持治具１２が回転して、６０°の方向変換をするように構成されている。すなわち、方向変換手段２６は、溝３０と突起部５０とによって構成される。
【００２５】
また、図１及び図２に示すように、ガイドレール４４及び４６には、物品拘持治具１２の上面を摺動させて物品拘持治具１２を搬送経路１８へ押し当てる水平方向の抑圧摺動板５２が設けられている。この抑圧摺動板５２により、円形鋸刃２２から物品拘持治具１２内の即席麺塊１４へＺ軸方向の押圧力が付加されても、物品拘持治具１２がＺ軸方向に浮いてしまうことがない。
【００２６】
このような構成の本発明に係る物品分割装置１０及び物品拘持治具１２を用いた物品の分割方法を説明するとともに、その作用び効果について以下に説明する。
【００２７】
麺線を略６角柱形状に成型して揚げた即席麺塊１４を、略６角形物品分割装置１０及び物品拘持治具１２を用いて６等分割する場合、即席麺塊１４を物品拘持治具１２の嵌合凹部２８に嵌合し、嵌合凹部２８の開口部を下に向けて搬送経路１８の図１及び図２の右端付近の上に載置する。この時、物品拘持治具１２の回転軸Ｃは搬送経路１８に対して垂直方向となる。なお、物品拘持治具１２の外周の平面は、バネ３７によってガイドレール４４に密着させられる。
【００２８】
次に、移動駆動手段を駆動させて、物品拘持治具１２を搬送経路１８及びガイドレール４４に沿ってＸ軸方向に摺動させると、物品拘持治具１２の左端付近が、抑圧摺動板５２（１）の下に入り込み、抑圧摺動板５２（１）、搬送経路１８、ガイドレール４４及び４６（１）に対して摺動する。そして、物品拘持治具１２が更に摺動すると、円形鋸刃２２（１）が物品拘持治具１２の溝３０（１）内に入り込み、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が切断されていき、回転軸Ｃが円形鋸刃２２（１）を通過する。さらに、物品拘持治具１２が、抑圧摺動板５２（１）及びガイドレール４６（１）を通り過ぎて図１に示す位置に達した時、即席麺塊１４には、図５（ｂ）に示すように、切断面Ｂ（１）が生じる。
【００２９】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、図６（ａ）に示すように、突起部５０（１）に接近し、図７に示すように、溝３０（３）と突起部５０（１）が係合し、溝３０（２）と突起部５０（１）との接触点Ｐを機構学上の瞬間中心として物品拘持治具１２が回転する。すなわち、物品拘持治具１２の他の節との接触状態が、すべり接触からころがり接触へ移行する。この時、支持軸３６は、図６（ｂ）に示すように、ガイド３８に沿ってＹ軸負方向に摺動する。なお、突起部５０（１）が溝３０（２）内に入り込むことにより、溝３０（３）と突起部５０（１）が確実に係合する。
【００３０】
ここで、図７に基き物品拘持治具１２の回転について説明すると、ガイド３８が支持軸３６を押圧する力Ｎ１とバネ３７が支持軸３６を押圧する力Ｎ２との間には、Ｎ１・Ｌｃｏｓθ＞Ｎ２・Ｌｓｉｎθ（ＬはＰから支持軸３６の中心点までの距離）なる関係があれば、物品拘持治具１２は回転できる。物品拘持治具１２が６回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約３０°であるから、Ｎ１がＮ２の１／（３1/2）倍より大きい値であれば回転できる。また、仮に、物品拘持治具１２が４回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約４５°であるから、Ｎ１がＮ２より大きい値であれば回転できる。また、仮に、物品拘持治具１２が３回回転対称形の場合、接触を開始した瞬間においてθは約６０°であるから、Ｎ１がＮ２の３1/2 倍より大きい値であれば回転できる。また、物品拘持治具１２の回転速度Ｖ２は、Ｖ１／ｃｏｓθ（Ｖ１はガイド３８の速度）であり、容易に把握できる。また、回転速度Ｖ２はＶ１の１／ｃｏｓθ倍であるため、Ｖ２が過剰に早くなって物品拘持治具１２が突起部５０（１）から離脱してしまうこともない。なお、図７において、Ｖ１２は、支持軸３６のガイド３８に対する速度である。
【００３１】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、図６（ｃ）に示すように、物品挟持治具１２の外周がガイドレール４４に密着する。これにより、物品拘持治具１２は、結果的に、回転軸Ｃのまわりに６０°方向変換したこととなる。
【００３２】
物品拘持治具１２が、このように方向変換した状態で更にＸ軸方向へ摺動すると、物品拘持治具１２の左端付近が、抑圧摺動板５２（２）の下に入り込み、抑圧摺動板５２（２）、搬送経路１８、ガイドレール４４及び４６（２）に対して摺動する。そして、物品拘持治具１２が更に摺動すると、円形鋸刃２２（２）が物品拘持治具１２の溝３０（２）内に入り込み、物品拘持治具１２に拘持された即席麺塊１４が切断されていき、回転軸Ｃが円形鋸刃２２（２）を通過する。物品拘持治具１２が、抑圧摺動板５２（２）及びガイドレール４６（２）を通り過ぎた時、即席麺塊１４には、図５（ｃ）に示すように、切断面Ｂ（２）が生じる。
【００３３】
物品拘持治具１２が更にＸ軸方向へ摺動すると、突起部５０（２）によって同様に方向変換し、即席麺塊１４は円形鋸刃２２（３）によって同様に切断され、図５（ｄ）に示すように、切断面Ｂ（３）が生じる。すなわち、即席麺塊１４が切断面Ｂ（１）、Ｂ（２）及びＢ（３）によって６等分割され、６個の分割塊体が形成されたこととなる。このようにして６等分割された即席麺塊１４は、容器に入れられ、包装されて販売される。
【００３４】
このような物品分割装置１０及び物品拘持治具１２によれば、即席麺塊１４を拘持して搬送しながら６０°ずつ方向変換させることにより、即席麺塊１４を容易且つ確実に６等分割することができる。また、即席麺塊１４が物品拘持治具１２によって拘持されるため、即席麺塊１４の外形を損なうことなく分割でき、即席麺塊１４等のこわれやすい物品の分割に適している。特に、即席麺塊１４を物品拘持治具１２の嵌合凹部２８に嵌合して拘持することにより、即席麺塊１４の外形を損なうのを防止できる。
【００３５】
また、即席麺塊１４を拘持した物品拘持治具１２を、搬送経路１８、抑圧摺動板５２、ガイドレール４４及び４６に摺動させながら円形鋸刃２２によって切断するため、物品拘持治具１２が円形鋸刃２２からの上方向への押圧力等によって揺動することがなく、即席麺塊１４を確実に６等分割することができる。
【００３６】
また、溝（被係合部）３０（２）と突起部（係合部）５０（１）との接触点Ｐを瞬間中心として物品拘持治具１２を回転させて方向変換させるため、方向変換させるための駆動手段等を設ける必要がなく、装置全体としてコンパクトに構成できる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、物品拘持治具１２をガイドレール４４と４６の間に挟持して搬送経路１８上を摺動させて搬送したが、物品拘持治具１２の支持軸３６を搬送経路１８の上方の空間に設置したレールに係止して、そのレール上を支持軸３６が移動して搬送する構造としてもよい。また、搬送経路１８自身をコンベア構造とした搬送手段としてもよい。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について図面に基いて説明したが、本発明は、上述した実施形態には限定されない。
【００３９】
例えば、物品分割装置１０において、図８に示すように、切断手段２２を固定カッター６０によって構成しても良い。この場合、移動手段によって物品拘持治具１２をＸ方向に移動させる力及び抑圧摺動板５２によってＺ軸負方向に押圧する力により、即席麺塊１４が強制的に切断される。この場合、固定カッター６０を超音波カッターとし、抑圧摺動板５２を強固な金属製とすることが望ましい。
【００４０】
また、物品拘持治具は、図９及び図１０に示すように、断面が円形（ｎが無限大のｎ回回転対称形）である即席麺塊５４を拘持する物品拘持治具５６であっても良い。この物品拘持治具５６は、即席麺塊５４を４等分割するための治具であり、複数の針５８を即席麺塊５４に突刺して拘持する。この物品拘持治具５６を用いて回転軸Ｃのまわりに方向変換する場合、サーボモータ機構等によって回転軸Ｃのまわりに９０°回転させて方向変換させる。サーボモータ機構の場合、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏポート等から構成される制御手段からサーボモータにパルスを払い出して一定角度回転させる。
【００４１】
この物品拘持治具５６を用いる場合の分割方法は、即席麺塊を拘持した物品拘持治具５６を搬送経路上に設けられた切断刃を物品拘持治具の溝に通して切断手段により切断し、その後、方向変換手段により物品拘持治具５６を回転軸Ｃのまわりに９０°回転する。次に、９０°回転した物品拘持治具５６をさらに搬送して搬送経路上に設けられた次の切断刃を物品拘持治具の他の溝に通して切断する。このようにして、即席麺塊５４を４等分割できる。
【００４２】
なお、断面が円形の即席麺塊を拘持するのに円形の物品拘持治具５６を用いたが、複数の針で突刺して拘持する機構であれば、物品拘持治具は物品を嵌合する構造である必要はない。また、物品との当接面に切断刃が通る溝を有する構造でなくてよい。このような物品拘持治具としては、他にバキュームで物品を拘持する治具が考えられる。
【００４３】
以上、瞬間中心を生じさせることにより物品を方向変換させて分割する図１乃至図８に示す分割方式（以下、第１の分割方式と言う。）、及び、サーボモータ機構等を用いて物品拘持治具の回転軸を直接回転させることにより物品を方向変換させて分割する分割方式（以下、第２の分割方式と言う。）について、夫々、一定形状の物品を例にして説明したが、他の形状の物品を分割する実施形態について以下に説明する。
【００４４】
図１１及び図１２は、断面が正方形（ｎが４のｎ回回転対称形）の物品１００、及び断面が長方形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１０２を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１００及び１０２を第１の分割方式によって分割した場合、図１１に示すように、正方形の各辺の中点を結ぶ切断面Ｂによって４等分割される。なお、物品１０２を切断する２箇所の切断手段については、ガイドレールから切断刃までの距離Ｗ１を互いに異ならせる必要がある。
【００４５】
一方、物品１００及び１０２を第２の分割方式によって分割した場合、図１１及び図１２に示すような分割態様が可能である。すなわち、物品１００をサーボモータ機構等によって９０°の方向変換をすることにより、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、４等分割でき、４５°ずつ方向変換することにより、図１２（ｃ）に示すように、８等分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によって９０°の方向変換をすることにより、図１１（ｂ）に示すように、４等分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によってθ１又はθ２の方向変換をすることにより、図１２（ｂ）に示すように、等分割ではないが４分割できる。また、物品１０２をサーボモータ機構等によってθ３及びθ４の方向変換をすることにより、図１２（ｄ）に示すように、８等分割できる。なお、θ１、θ２、θ３、及びθ４の値をメモリに格納しておくことにより、これらの角度で回転させる制御が可能である。
【００４６】
図１３は、断面が８角形（ｎが８のｎ回回転対称形）の物品１０４を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１０４を第１の分割方式によって分割した場合、図１３（ａ）又は（ｂ）に示すように、８等分割又は４等分割することができる。一方、物品１０４を第２の分割方式によって分割した場合、図１３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、８等分割又は４等分割することができる。
【００４７】
図１４は、断面が３角形（ｎが３のｎ回回転対称形）の物品１０６、及び断面が５角形（ｎが５のｎ回回転対称形）の物品１０８を本発明の装置及び方法によって分割する実施形態を示す。物品１０６を第１の分割方式によって分割した場合、図１４（ａ）に示すように等分割ではないが６分割できる。また、物品１０８を第１の分割方式によって分割した場合、図１４（ｂ）に示すように等分割ではないが１０分割できる。また、物品１０６を第２の分割方式によって分割した場合、図１４（ａ）に示すように６分割、又は図１４(ｃ）に示すように６等分割できる。また、物品１０８を第２の分割方式によって分割した場合、図１４（ｂ）に示すように１０分割、又は図１４(ｄ）に示すように１０等分割できる。
【００４８】
図１５（ａ）は、断面が楕円形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１１０を第２の分割方式によって４等分割する実施形態を示す。また、図１５（ｂ）は、断面が菱形（ｎが２のｎ回回転対称形）の物品１１２を第２の分割方式によって４等分割する実施形態を示す。
【００４９】
なお、以上に説明した第１の分割方式及び第２の分割方式のいずれの分割方式においても、物品をｍ個（ｍは４以上の偶数）に分割する場合には、切断手段をｍ／２箇所、方向変換手段を少なくともｍ／２−１箇所設けていれば足りる。また、第１の分割方式の場合、物品拘持治具に形成される切断刃が通過する溝は、物品の切断面Ｂに対応するように形成される。また、第１の分割方式の場合、搬送経路上に設けられた係合部に係合される物品拘持治具上の被係合部は、ｎ回回転対称形の外周の各頂点に設けられる。このため、例えば、断面が長方形、正方形、正８角形の場合のように、切断刃が通過する溝が被係合部と一致しない場合もある。第１の分割方式の場合、ｎ回回転対称形の物品において、ｎが偶数の場合に等分割可能であり、一方、第２の分割方式の場合、ｎが２以上の自然数であれば等分割することが可能である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面に基いて説明したが、本発明は、図示した実施形態には限定されない。例えば、本発明の物品分割装置によって分割する物品は、即席麺塊に限定されず、煎餅、ビスケット、羊羹、ピザ等であってもよい。また、食品以外の金属や樹脂等の物品であってもよい。
【００５１】
その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の物品分割装置及び物品分割方法によれば、物品拘持治具により物品を拘持した状態で切断、分割するので、変形しやすい又は破損しやすい物品の分割に適している。このため、即席麺塊に限らず、種々の物品を分割するために広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の物品分割装置及び物品拘持治具を示す平面図である。
【図２】図１の物品分割装置及び物品拘持治具を示す正面図である。
【図３】図１の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大平面図、同図（ｂ）は拡大底面図である。
【図４】図１の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面図、同図（ｂ）は図３のＡ−Ａ線切断部断面図である。
【図５】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を分割する状態を示す図であり、同図（ａ）は即席麺塊を切断する前の状態、同図（ｂ）は即席麺塊を１方向で切断した状態、同図（ｃ）は即席麺塊を２方向で切断した状態、同図（ｄ）は即席麺塊を３方向で切断した状態を示す平面図である。
【図６】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を回転させて方向変換させる状態を示す図であり、同図（ａ）は即席麺塊を拘持した物品拘持治具が突起部に接触する直前の状態、同図（ｂ）は物品拘持治具が突起部に接触して回転する状態、同図（ｃ）は物品拘持治具が回転した状態を示す平面図である。
【図７】図１の物品分割装置及び物品拘持治具により即席麺塊を回転させて方向変換させる状態を機構学的に説明するための拡大平面図である。
【図８】本発明の物品分割装置及び物品拘持治具の他の実施形態を示す正面図である。
【図９】本発明の物品拘持治具の他の実施形態を示す図であり、同図（ａ）は拡大平面図、同図（ｂ）は拡大底面図である。
【図１０】図９の物品拘持治具を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面図、同図（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線切断部断面図である。
【図１１】本発明の物品分割装置の他の実施形態を説明するための図であり、他の分割形態を示す平面図である。
【図１２】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１４】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【図１５】本発明の物品分割装置の更に他の実施形態を説明するための図であり、更に他の分割形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：物品分割装置
１２、５６：物品拘持治具
１４、５４：即席麺塊（物品）
１８：搬送経路
２０：搬送手段
２２（１）、２２（２）、２２（３）：円形鋸刃（切断刃）
２３：ピッチ円
２４（１）、２４（２）、２４（３）：切断手段
２６（１）、２６（２）：方向変換手段
２８：嵌合凹部
３０（１）、３０（２）、３０（３）：溝
３２：側壁
３４：底面
３６：支持軸
３８：ガイド
４０：ロッド
４２：孔
４４、４６：ガイドレール
４８：開口部
５０（１）、５０（２）：突起部（係合部）
５２：抑圧摺動板
５８：針
６０（１）、６０（２）、６０（３）：固定カッター
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２：物品
Ｃ：回転軸
Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（５）：切断面
Ｅ：回転対称軸
Ｐ：瞬間中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有し、物品を拘持してその向きを規制する物品拘持治具と、
前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送経路の途中に間隔をおいて複数設けられ、前記物品拘持治具に拘持された前記物品が搬送されることにより前記回転軸が通過する箇所に切断刃を有する複数の切断手段と、
前記複数の切断手段の間に設けられ、前記物品拘持治具に拘持される前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせる方向変換手段と、を備え、
前記物品拘持治具の回転軸を前記搬送経路に対して垂直方向として前記物品を搬送手段で搬送し、前記切断手段及び前記方向変換手段により前記物品を分割する物品分割装置。
【請求項２】
前記搬送経路の途中に係合部が設けられ、前記物品拘持治具にはその外周に沿って該係合部に係合される複数の被係合部が設けられ、該被係合部が該係合部に係合されることにより、該被係合部と該係合部との接触点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換する請求項１に記載する物品分割装置。
【請求項３】
前記搬送経路には前記物品拘持治具の外周が摺動するガイドレールが設けられ、前記係合部が該ガイドレールから突出する突起部である請求項２に記載する物品分割装置。
【請求項４】
前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割装置であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸が一致することにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項５】
前記搬送手段が、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を前記搬送経路に沿って摺動させる手段である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項６】
前記切断刃が、前記搬送手段による前記物品の搬送方向に対して平行方向であり且つ前記搬送経路に対して垂直方向であるピッチ円を有する円形鋸刃である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項７】
前記物品拘持治具が、前記物品を嵌合する嵌合凹部と、前記回転軸を通り互いに一定角度をなし、前記切断刃が入り込む複数の溝と、を備え、前記嵌合凹部の前記回転軸に垂直な断面が、略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項８】
回転軸を有する物品拘持治具によって物品を拘持するステップと、
前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送するステップと、を含み、
前記搬送するステップが、
前記物品拘持治具に拘持された前記物品を、前記搬送経路上の前記回転軸が通過する箇所に設けられた切断刃により切断するステップと、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせるステップと、を含み、前記切断ステップ及び方向変換ステップを交互に繰り返して前記物品を分割する物品分割方法。
【請求項９】
前記方向変換ステップが、前記物品拘持治具の外周の一定点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換するステップである請求項８に記載する物品分割方法。
【請求項１０】
前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割方法であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸を一致させることにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割するステップである請求項８又は請求項９のいずれかに記載する物品分割方法。
【請求項１】
回転軸を有し、物品を拘持してその向きを規制する物品拘持治具と、
前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送経路の途中に間隔をおいて複数設けられ、前記物品拘持治具に拘持された前記物品が搬送されることにより前記回転軸が通過する箇所に切断刃を有する複数の切断手段と、
前記複数の切断手段の間に設けられ、前記物品拘持治具に拘持される前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせる方向変換手段と、を備え、
前記物品拘持治具の回転軸を前記搬送経路に対して垂直方向として前記物品を搬送手段で搬送し、前記切断手段及び前記方向変換手段により前記物品を分割する物品分割装置。
【請求項２】
前記搬送経路の途中に係合部が設けられ、前記物品拘持治具にはその外周に沿って該係合部に係合される複数の被係合部が設けられ、該被係合部が該係合部に係合されることにより、該被係合部と該係合部との接触点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換する請求項１に記載する物品分割装置。
【請求項３】
前記搬送経路には前記物品拘持治具の外周が摺動するガイドレールが設けられ、前記係合部が該ガイドレールから突出する突起部である請求項２に記載する物品分割装置。
【請求項４】
前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割装置であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸が一致することにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項５】
前記搬送手段が、前記物品拘持治具により拘持された前記物品を前記搬送経路に沿って摺動させる手段である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項６】
前記切断刃が、前記搬送手段による前記物品の搬送方向に対して平行方向であり且つ前記搬送経路に対して垂直方向であるピッチ円を有する円形鋸刃である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項７】
前記物品拘持治具が、前記物品を嵌合する嵌合凹部と、前記回転軸を通り互いに一定角度をなし、前記切断刃が入り込む複数の溝と、を備え、前記嵌合凹部の前記回転軸に垂直な断面が、略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載する物品分割装置。
【請求項８】
回転軸を有する物品拘持治具によって物品を拘持するステップと、
前記物品拘持治具により拘持された前記物品を一定方向の搬送経路に沿って搬送するステップと、を含み、
前記搬送するステップが、
前記物品拘持治具に拘持された前記物品を、前記搬送経路上の前記回転軸が通過する箇所に設けられた切断刃により切断するステップと、前記物品拘持治具に拘持された前記物品を前記回転軸のまわりに既定角度の方向変換をさせるステップと、を含み、前記切断ステップ及び方向変換ステップを交互に繰り返して前記物品を分割する物品分割方法。
【請求項９】
前記方向変換ステップが、前記物品拘持治具の外周の一定点を瞬間中心として、該物品拘持治具が前記回転軸のまわりに回転して方向変換するステップである請求項８に記載する物品分割方法。
【請求項１０】
前記物品拘持治具に拘持された時の該物品拘持治具の回転軸に垂直な断面が略ｎ回回転対称形（ｎは２以上の自然数）である物品を分割する物品分割方法であり、該物品の回転対称軸に該物品拘持治具の回転軸を一致させることにより、該回転対称軸を通る切断面で該物品を等分割するステップである請求項８又は請求項９のいずれかに記載する物品分割方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１６０４３０（Ｐ２００７−１６０４３０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５７５４１（Ｐ２００５−３５７５４１）
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（０００２２６９７６）日清食品株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１２日（２００５．１２．１２）
【出願人】（０００２２６９７６）日清食品株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
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