JP6039883B2 - 水圧システム及び食品加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、水圧で駆動する水圧システム及び被加工食品を加工する食品加工装置に関する。

食品の搬送や加工を行う食品加工装置において、その使用環境から清浄性や衛生性への要求により、従来から存在する駆動源である電動、空気圧又は油圧に代えて、水圧を駆動源とする水圧アクチュエータを用いて食品を加工するものが知られている。

引用文献１は、水圧モータと水圧シリンダとによって昇降割出テーブルを昇降させる水圧駆動式昇降割出装置が開示されている。

特開２０００−３４４４７７号公報

食品を加工する装置は高い衛生性が要求されるため、加工工程とは別に洗浄作業が必要となる。洗浄作業は、一般的に手作業で行われるため、洗浄における工程が増え、コストが上昇する。また、刃物等の加工部を手作業で洗浄することによる危険度も増加する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、コストを上昇することなく、また人手による危険な作業を省略することができる水圧システムを提供することを特徴とする。

本発明は、加圧作動水を水圧アクチュエータに導く作動水供給回路と、加圧作動水を作動水供給回路を経由して水圧アクチュエータに供給する水圧ユニット、とを備える水圧システムにおいて、水圧ユニットは、作動水を加圧する水圧ポンプと、加圧作動水が所定圧力以上になった場合に、ドレン側にバイパスさせて圧力を減衰させるリリーフバルブと、水圧アクチュエータに加圧作動水を導くか否かを切り換える切換弁と、を備え、作動水供給回路から分岐して設けられる開閉弁と、開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を水圧アクチュエータ付近に噴射するノズルと、水圧ポンプの動作と前記開閉弁の開閉と前記切換弁の切り換えとを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記水圧ポンプの動作を制御して、前記ノズルから噴射される加圧作動水の水勢を制御することを特徴とする。

本発明によれば、水圧アクチュエータの駆動に用いられる加圧作動水をノズルから噴射して水圧アクチュエータの洗浄を行うので、水圧システムの洗浄のための装置を別に設ける必要がなく、また、人手による作業を省略でき、コストを上昇させることなく、また危険を伴うことなく、水圧システムを洗浄できる。

本発明の実施形態の食品加工装置の説明図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の食品加工装置１の説明図である。

食品加工装置（水圧システム）１は、被加工食品（ワーク）を搭載したステージ（図示せず）を昇降する昇降部２０、ワークを搭載したステージを搬送する搬送部３０、ワークを切削加工する加工部４０を備える。

昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０は、以降に説明するように、タンク１１に貯留された水（上水道水、清水）を加圧して供給する水圧ユニット１０によって供給された加圧作動水によって動作する。

昇降部２０は、二つの水圧シリンダ２１及び２２を備える。水圧シリンダ２１及び２２は、水圧ユニット１０から水の供給を受けて伸縮する。これにより、ステージが昇降し、ワークを目的の高さ位置に移動にさせる。

搬送部３０は、水圧シリンダ３３を備える。水圧シリンダ３３は、水圧ユニット１０から水の供給を受けて伸縮する。これにより、ステージを所定の位置に搬送する。なお水圧シリンダ３３の周辺には位置センサ３４、３５が備えられており、水圧シリンダ３３の伸縮を検出して、ステージの搬送位置を特定する。

搬送部３０は、電磁開閉弁３１及び洗浄ノズル３２を備える。洗浄ノズル３２は、水圧シリンダ３３に水圧ユニットから供給される水を噴射して、水圧シリンダ３３の周辺を洗浄する。

加工部４０は、水圧モータ４３を備える。水圧モータ４３は、水圧ユニット１０から水の供給を受けて回転する。水圧モータ４３の回転軸にはカッター４４が取付けられている。カッター４４は、水圧モータ４３の回転によって回転し、ステージに搭載されたワークを切削する。

加工部４０は、電磁開閉弁４１及び洗浄ノズル４２を備える。洗浄ノズル４２は、水圧モータ４３及びカッター４４に水圧ユニット１０から供給される水を噴射して、水圧モータ４３及びカッター４４を洗浄する。

水圧ユニット１０は、昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０に、加圧した水を供給する。水圧ユニット１０の動作は、コントローラ１００によって制御される。

水圧ユニット１０は、昇降部制御回路５０、搬送部制御回路６０、加工部制御回路７０、冷却水回路８０、給水回路９０を備える。

昇降部制御回路５０は、タンク１１の水を加圧して昇降部制御回路５０に供給するか、昇降部制御回路５０の加圧された水によって回転される水圧ポンプモータ５２と、水圧ポンプモータ５２を正逆方向に回転駆動するサーボモータ５１と、昇降部制御回路５０が所定圧力以上になった場合に回路をドレン側にバイパスして圧力を減衰させるリリーフバルブ５３と、昇降部制御回路５０の圧力を計測する圧力計５４と、昇降部制御回路５０に流通する水を一方向のみに流通させる逆止弁５５と、昇降部２０の水圧シリンダ２１、２２に水を供給するか、水の流通を停止して水圧シリンダ２１、２２を停止するかを制御する２−２方向切換弁５７と、チェックバルブ５６と、を備える。

搬送部制御回路６０は、タンク１１の水を加圧して搬送部制御回路６０に供給する水圧ポンプ６２と、水圧ポンプ６２を回転駆動させるインバータモータ６１と、チェックバルブ６３と、搬送部制御回路６０が所定圧力以上になった場合に回路をドレン側にバイパスして圧力を減衰させるリリーフバルブ６４と、搬送部制御回路６０の圧力を計測する圧力計６５と、搬送部３０の水圧シリンダ３３の伸張側に水を供給するか、縮退側に水を供給するか、水の流通を停止して水圧シリンダ３３を停止するかを制御する４−３方向切換弁６６と、を備える。

加工部制御回路７０は、タンク１１の水を加圧して加工部制御回路７０に供給する水圧ポンプ７２と、水圧ポンプ７２を回転駆動させるインバータモータ７１と、チェックバルブ７３と、加工部制御回路７０が所定圧力以上になった場合に回路をドレン側にバイパスして圧力を減衰させるリリーフバルブ７４と、加工部制御回路７０の圧力を計測する圧力計７５と、加工部４０の水圧モータ４３に水を供給するか、水の流通を停止して水圧モータ４３を停止するかを制御する２−２方向切換弁７６と、を備える。

冷却水回路８０は、加工部制御回路７０のドレン側の回路に備えられる熱交換器８１と、熱交換器８１に冷却水を供給するか冷却水の供給を停止するかを制御する電磁弁８２と、フィルタ８３とを備える。

給水回路９０は、加工部制御回路７０のドレン側の回路に備えられる圧力スイッチと、タンク１１に水を給水するか給水を停止するかを制御するバルブ９２と、フィルタ８４とを備える。

また、タンク１１には、液面計９３、温度スイッチ９４、レベルスイッチ９５、エアブリーザ９６と、タンク１１内の水を排出可能なストップバルブ９７と、オーバーフロー９８とが備えられている。

コントローラ１００は、水圧ユニット１０の動作を制御することによって、昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０の動作を制御する。

昇降部制御回路５０において、コントローラ１００は、圧力計５４の計測値を入力して、入力された値に基づいてサーボモータ５１及び２−２方向切換弁５７を制御して、予め設定された制御シーケンスに従って昇降部２０の動作を制御する。

また、搬送部制御回路６０において、コントローラ１００は、圧力計６５の計測値を入力して、入力された値に基づいてインバータモータ６１及び４−３方向切換弁６６を制御して、予め設定された制御シーケンスに従って搬送部３０の動作を制御する。

また、加工部制御回路７０において、コントローラ１００は、圧力計７５の計測値を入力して、入力された値に基づいてインバータモータ７１及び２−２方向切換弁７６を制御して、予め設定された制御シーケンスに従って加工部４０の動作を制御する。

また、冷却水回路８０において、コントローラ１００は、温度スイッチ９４の計測値を入力して、入力された値に基づいて電磁弁８２を開閉して冷却水の流入を制御する。なお、温度スイッチ９４の動作に応動して電磁弁８２が開閉するようにしてもよい。

液面計９３は、タンク１１内の水の量を検出する。レベルスイッチ９５は、タンク１１内の水の液面に応じて接点をオン、オフする。エアブリーザ９６は、タンク１１から空気を排出する。ストップバルブ９７は、人手によって開放されることによってタンク１１内の水を強制的に排出する。オーバーフロー９８は、タンク１１の水の量が所定量を超えた場合に、水を排出する。

次に、コントローラ１００による、食品加工装置１の洗浄について説明する。

前述のように、コントローラ１００は、水圧ユニット１０を制御して、昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０の動作を制御する。

また、コントローラ１００は、搬送部３０及び加工部４０に設けられている洗浄ノズル３２、４２から水を噴射して、搬送部３０及び加工部４０の付近を洗浄する。

具体的には、搬送部３０を洗浄する場合は、コントローラ１００は、電磁開閉弁３１を開側に制御する。これにより洗浄ノズル３２に加圧された水が供給される。洗浄ノズル３２によって水が噴射され、搬送部３０付近を洗浄する。

また、加工部４０を洗浄する場合は、コントローラ１００は、電磁開閉弁４１を開側に制御する。これにより洗浄ノズル４２に加圧された水が供給される。洗浄ノズル４２によって水が噴射され、加工部４０付近を洗浄する。

洗浄ノズル３２、４２から噴射される水は、水圧ユニット１０の水圧ポンプ６２、７２によって加圧されているので、搬送部３０及び加工部４０の付着物を容易に洗浄することができる。また、コントローラ１００がこれら水圧ポンプ６２、７２による圧力を制御することにより、洗浄ノズル３２、４２から噴射される水勢を制御することができ、洗浄力を制御することができる。

以上のように本発明の実施形態は、食品加工装置１において、昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０を動作させるそれぞれの駆動部を、水圧アクチュエータである水圧シリンダ２１、２２、３３及び水圧モータ４３によって構成した。そして、昇降部２０、搬送部３０及び加工部４０を動作させる水圧アクチュエータに加圧作動水を導く作動水供給回路である昇降部制御回路５０、搬送部制御回路６０及び加工部制御回路７０に加圧作動水を供給する水圧ユニット１０を備えた。

このように、従来採用されていた電動、空気圧又は油圧による駆動方式を、水圧に置き換えることによって、従来の駆動方式での問題点を解消することができる。

例えば、電力を駆動源とするモータ等の電動アクチュエータでは、水滴が発生する場所では防水カバー等が必要となり装置が大型化する。また、大きな駆動力を得るためにはモータや制御装置等を大型化する必要という問題がある。空気圧を駆動源とする空気圧アクチュエータは、大きな駆動力を得ることが難しく、エネルギー効率という観点からは問題がある。油圧を駆動源とする油圧アクチュエータは、食品という衛生環境上では作動油の漏れや供給、廃棄等にコストがかかるという問題がある。

さらに、これら複数の駆動方式を組み合わせて利用する場合は、それぞれの駆動を制御する制御装置が個別に必要となり、装置が大型化したり、保守の管理の煩雑さが増加する。

これに対して、本発明の実施形態では、加圧作動水を駆動源とする水圧アクチュエータである水圧シリンダ２１、２２、３３及び水圧モータ４３を用いたので、駆動源の管理の一元化、装置の省スペース化、装置の衛生対策が容易となる。

そしてさらに、本発明の実施形態では、これら水圧アクチュエータである水圧シリンダ２１、２２、３３及び水圧モータ４３を駆動するための加圧作動水を用いて、水圧アクチュエータ付近を洗浄するように構成した。洗浄時に、コントローラ１００が電磁開閉弁３１、４１を開成して洗浄ノズル３２、４２から加圧駆動水を噴射することによって、水圧アクチュエータ付近を洗浄することができる。

このように構成することによって、食品加工装置１における食品加工工程と平行して又は同時に、洗浄工程を実行することができる。洗浄工程はコントローラ１００の制御によって任意に行うことができる。また、加圧駆動水は上水道等の清浄な水を用いるので、食品加工装置１の衛生性を保つことができる。

また、このように構成することによって、人手による洗浄作業の代わりを自動的に実行することができるので、ライフサイクルアセスメントの観点から、食品加工装置１を維持するためのコストを削減することができる。

また、洗浄ノズル３２、４２によって被洗浄される水圧シリンダ３３、水圧モータ４３等は、作動水と同一の水によって洗浄されるため、洗浄による不具合を考慮する必要がない。

なお、本実施形態では、搬送部３０及び加工部４０に、それぞれ洗浄ノズル３２、４２を設けたが、このような構成に限られず、洗浄が要求される場所に個別に洗浄ノズルを設けてもよい、また、洗浄ノズル３２、４２の先端を可動として、さらに広範囲を洗浄するように構成してもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１ 食品加工装置（水圧システム）
１０ 水圧ユニット
１１ タンク
２０ 昇降部
３０ 搬送部
３１ 電磁開閉弁
３２ 洗浄ノズル
４０ 加工部
４１ 電磁開閉弁
４２ 洗浄ノズル
１００ コントローラ

Claims (6)

1. 加圧作動水を水圧アクチュエータに導く作動水供給回路と、加圧作動水を前記作動水供給回路を経由して前記水圧アクチュエータに供給する水圧ユニット、とを備える水圧システムにおいて、
   前記水圧ユニットは、作動水を加圧する水圧ポンプと、加圧作動水が所定圧力以上になった場合に、ドレン側にバイパスさせて圧力を減衰させるリリーフバルブと、前記水圧アクチュエータに加圧作動水を導くか否かを切り換える切換弁と、を備え、
   前記切換弁と前記水圧アクチュエータの間から分岐して設けられる開閉弁と、
   前記開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を前記水圧アクチュエータ付近に噴射するノズルと、
   前記水圧ポンプの動作と前記開閉弁の開閉と前記切換弁の切り換えとを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置が、前記水圧ポンプの動作を制御して、前記ノズルから噴射される加圧作動水の水勢を制御することを特徴とする水圧システム。
2. 加圧作動水は、上水道水を用いることを特徴とする請求項１に記載の水圧システム。
3. 前記ノズルは、前記開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を前記水圧アクチュエータ付近に噴射して、前記水圧アクチュエータを洗浄することを特徴とする請求項１又は２に記載の水圧システム。
4. 前記ノズルは、前記開閉弁が開放され、かつ、前記水圧アクチュエータが駆動しているときに、加圧作動水を前記水圧アクチュエータ付近に噴射して、前記水圧アクチュエータを洗浄することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の水圧システム。
5. 前記水圧アクチュエータは、第１の水圧アクチュエータと、第２の水圧アクチュエータと、を含み、
   前記水圧ユニットは、前記第１の水圧アクチュエータに加圧作動水を供給する第１の水圧ポンプ、第１のリリーフバルブ及び第１の切換弁と、前記第２の水圧アクチュエータに加圧作動水を供給する第２の水圧ポンプ、第２のリリーフバルブ及び第２の切換弁と、を含み、
   前記開閉弁は、前記第１の切換弁と前記第１の水圧アクチュエータの間から分岐して設けられる第１の開閉弁と、前記第２の切換弁と前記第２の水圧アクチュエータの間から分岐して設けられる第２の開閉弁と、を含み、
   前記ノズルは、前記第１の開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を前記第１の水圧アクチュエータ付近に噴射する第１のノズルと、前記第２の開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を前記第２の水圧アクチュエータ付近に噴射する第２のノズルと、を含み、
   前記制御装置は、前記第１のノズルと前記第２のノズルとから噴射される加圧作動水の水勢を、それぞれ独立して制御する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の水圧システム。
6. 加圧作動水を水圧アクチュエータに導く作動水供給回路と、加圧作動水を前記作動水供給回路を経由して前記水圧アクチュエータに供給する水圧ユニットと、を備え、前記水圧アクチュエータによって食品を加工する食品加工装置において、
   前記水圧ユニットは、作動水を加圧する水圧ポンプと、加圧作動水が所定圧力以上になった場合に、ドレン側にバイパスさせて圧力を減衰させるリリーフバルブと、前記水圧アクチュエータに加圧作動水を導くか否かを切り換える切換弁と、を備え、
   前記切換弁と前記水圧アクチュエータの間から分岐して設けられる開閉弁と、
   前記開閉弁が開放されたときに、加圧作動水を前記水圧アクチュエータ付近に噴射するノズルと、
   前記水圧ポンプの動作と前記開閉弁の開閉と前記切換弁の切り換えとを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置が、前記水圧ポンプの動作を制御して、前記ノズルから噴射される加圧作動水の水勢を制御することを特徴とする食品加工装置。

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