肉加工アセンブリ

本発明は、肉加工アセンブリに係り、より詳しくは、肉ポンプ、詰め込みホルン（stuffing horn）、ツイスタ、リンカー、およびコンベヤの向上に係る。

本願は、２００９年１０月２６日提出の米国仮出願第６１／２５４，９１８号明細書の恩恵を請求している。

当技術分野では肉加工アセンブリが公知であり、繋いだ肉製品を製造するときの速度および効率を向上させるために長い間向上されてきた。 しかしこれらの向上にも関わらず、まだ欠点が残っている。 例えば、肉ポンプからギアを取り除いたことで、難しく時間のかかるプロセスが残った。 ツイスタでは、シールを利用するとまだ損耗するおそれがあり、熱還元を最大化できていない。 様々な製品にリンカーを適合させようとすると、それぞれ別のリンカーヘッドが必要になる。 最後に、リンカーのコンベヤへの位置合わせは、床が平らでないと特に難しくなる。 従って、肉加工アセンブリの技術分野では、これらの課題が残存している。

本発明の目的の１つは、ギアの着脱が容易なポンプを提供することである。

本発明の別の目的は、それぞれ異なる種類のケーシングに詰め込みホルンを簡単に適合させるようにすることである。

本発明のまた別の目的は、それぞれ異なるソーセージの長さでも利用可能なようにリンカーにおけるチェーンを簡単に調節、着脱することができるようにすることである。

本発明の別の目的は、接続チェーンに一定の張力を維持することのできるリンカーを提供することである。

本発明のまた別の目的は、リンカーのチェーン間隔を調節可能にして、支持板、それぞれ異なるサイズのスプロケット、および、それぞれ異なる間隔のシャフトを利用しなくてもよくすることである。

本発明のまた別の目的は、床に固定設置することのできる、適合可能なコンベヤを提供することである。

これらの、およびその他の目的は、以下の開示に基づいて当業者に明らかとなる。

ポンプ筐体にギアを簡単に着脱できる、向上した練肉ポンプ（meat emulsion pump）を有する肉加工アセンブリを提供する。 ホルン調節アセンブリは、詰め込みホルンの位置を調節可能として、異なるケーシング材料で利用するために異なる長さの詰め込みホルンを取り除いたり交換したりする手間を省くことができる。 向上したツイスタは、ベアリングを外部環境から保護するための非接触ベアリング・アイソレータの利用により熱を還元することができる。 向上したリンカーは、アイドラ・スプロケットに接続してピストンを利用することにより、それぞれ異なるレシピ用にリンカー・アセンブリを自己調節することができ、接続鎖を簡単に取り除いたり交換したりすることができ、一定の張力を鎖間に与えることができる。 間隙はさらに、それぞれ異なる口径に適合させることが可能であり、支持板や、スプロケットのサイズや、シャフト間隔等が調節可能ではなくてもよいようにする。 加工制御システムは、リンクを数え、検知されたデータに基づいて制御することができるようにする。 最後に、向上したコンベヤは、固定基部を維持しつつ、コンベヤのルーパーを、リンカーの出力端に簡単に位置合わせすることができる。

肉加工アセンブリの概略図である。

ポンプの側部平面断面図である。

ポンプの側部平面断面図である。

ポンプの螺旋ギアの上部平面図である。

ポンプシャフトの上部平面図である。

ホルン調節アセンブリの正面平面図である。

チャックの側部断面図である。

リンカーの側部平面図である。

リンカーの側部平面図である。

リンカーの側部平面図である。

加工処理システムの側部平面図である。

本発明の調節可能なコンベヤの側部平面図である。

ポンプの概略図である。

ホルン調節アセンブリの概略図である。

チャックの概略図である。

ホルン調節アセンブリの側部平面断面図である。

ポンプシャフトの概略図である。

ポンプの螺旋ギアの概略図である。

図面を参照すると、肉加工アセンブリ１０は、不図示の練肉ソースに接続された練肉ポンプ１４を有するフレーム１２を有している。 詰め込みホルン１６は、ポンプ１４に摺動可能に、且つ、動作可能に接続され、ガイドシャフトまたは円筒状キャリッジ２０に摺動可能に搭載されたホルン調節アセンブリ１８の縦方向に動くことができる。 ホルン１６には、ケーシングホッパ２４から、縦長の襞付筐体（elongated shirred casing）２２が搭載されており、ホルン１６の前端部が、ツイスタ筐体２８に隣接したケーシング充填ステーション２６で終端している。 ツイスタ２８は、充填されたケーシング２２を受けて、充填されたケーシングがリンカー３２内に移動する前にケーシング２２を回転させる、中空の回転可能なチャック３０を有している。 完成したソーセージのストランド構造３４はリンカー３２を出て、コンベヤ３８のフック３６の上に載置される。 前述したコンポーネントは、コンピュータ制御４０に接続されて、制御を受ける。

ポンプ１４は、ギア筐体４４、ポンプ筐体溶接部（weldment）４６、および、アイドラシャフト５１に沿った溶接部４６内のボアを通って延びる滑車駆動型のドライブシャフト５０を有している。 さらに一対のギアロック５２が、ドライブおよびアイドラシャフト５０および５１に取り付けられて、ギア筐体４４内に配置されている。 ギアロック５２は、ロック５２の中央軸から外側に向かって延びる複数の突起物４４を有するヘッド５４を有している。 ヘッド５４の下には、ヘッド５４をロック５２の本体６０から分離するチャネルまたは溝５８が含まれている。 本体６０は、チャネル５８より大きな直径を有して、ショルダー６２を形成している。 本体６０からは、ねじを切られた端部６６を有するステム６４が延びている。 ロック５２のねじを切られた端部６６は、シャフト５０のねじを切られたボアに係合する。

シャフト５０の上端部は、外側に向かって延びてシャフトの外径の周りに位置する複数の突起部６８を含み、間隙または溝７０がその間に形成されている。 一対の螺旋ギア７２は、シャフト５０および５１に着脱可能に搭載されて、ロック５２で固定されている。 ギア７２は、上面７４、底面７６、および、複数の螺旋形状の歯７８を、ギア７２の外延部に有する。 ギア７２の中央部分にボア８０が位置している。 ボア８０は、上面７４からシェルフ８３に延びる第１部分８２と、シェルフ８３から底面７６に延びる第２部分８４とを有する。 ボア８０の第２部分８４の直径は、シャフト５０の直径よりも僅かに大きい。 ボア８０の第１部分の直径は、ギアロック５２上のチャネルの直径よりも僅かに大きい。 シェルフ８３は、ヘッド５４上の突起部５５と位置合わせされてキースロットを形成する複数の開口部８５を有している。 上部バンド８５Ａおよび底部バンド８５Ｂは、ボア８０の第２部分８４に位置しており、これらの間には非接触領域がある。 バンド８５Ａおよび８５Ｂは、シャフト５０の外面のステップ部８７Ａおよび８７Ｂ内に嵌合している。 従って、ギアは、６ｍｍ程度押し上げられると、解放される。

ギア７２をシャフト５０に搭載するために、ギア７２を、ギアロック５２のヘッド５４の上に配置して、ギア７２を回転させて、複数の開口部８５を複数の突起部５５と位置合わせする。 加えて、突起部５５が、ドライブシャフト５０の突起部６８と位置合わせされる。 位置合わせされると、ギアはギアロック５２のヘッド５４の上に位置して、ギア７２のシェルフ８３が、シャフト５０の間隙７０内に嵌合して、ギアロック５２の本体６０のショルダー６と係合する。 この位置において、ギア７２とギアロック５２とは両方とも、シャフト５０から隆起した位置にくる。 ギア７２を下げるために、ギアロック５２を回転させて、ステム６４のねじを切られた端部６６を、シャフト５０のねじを切られたボア内に係合させる。 ギアロック５２が下降すると、ギア７２も下降する。 ギア７２を定位置でロックするために、ギアロック５２を、突起部５５がギア７２のシェルフ８２を覆い、垂直方向に位置合わせされるような位置にまで回転させて、ギア７２の垂直運動を妨げる。 定位置まで回転されると、ギアは、バンド８５Ａおよび８５Ｂがステップ部８７Ａおよび８７Ｂと接触するまで、シャフトの途中まで降下する。 ここで、ギア７２の上面は、突起部５５の真下になる。 ロック５２が回転して、ギア７２を降下させて、バンド８５Ａおよび８５Ｂを、ステップ部８７Ａおよび８７Ｂ内に完全に係合させる。 ギア７２内のボアと、シャフト５０の外面とに段差を生じさせ、垂直方向の短い距離においてのみ係合が生じるようにする。

ギア７２を取り外すには、ギアロック５２を反対方向に回転させて、シャフト５０および溶接部４６からギア７２およびギアロック５２を持ち上げる。 持ち上げられると、突起部５５が、開口部８５に位置合わせされ、ギア７２を持ち上げてギアロック５２を外す。 ギア７２およびシャフト５０の間には、このようにして段差が生じて、ギア７２の上部および底部が係合して（６２で）、ギアを取り外すときにシャフト５０に対するギアの垂直運動が最小限に抑えられ、且つ、ギアとシャフトとが干渉することなく密着して係合される。 従って、簡略化されたポンプは、ギアの取り付け、取り外しが簡単であることが示された。

ホルン調節アセンブリ１８は、円筒状のキャリッジ２０および詰め込みホルン１６に取り付けられている。 アセンブリ１８は、実質的に中央に位置しているボア８８を介して円筒状のシャフト２０に摺動可能に搭載されている配置部８６を有している。 配置部８６は、任意のサイズ、形状を有してよく、好適には、第１のセクションまたは端部９０、第２のセクションまたは端部９２、および、これらの間に形成されたチャネル９４を含み、且つ、形成ショルダー９６が、第１のセクションおよび第２のセクション９０、９２の両方に設けられた単一のマシニング可能な複合材料であるとよい。 チャネル９４には、好適には、ショルダー９６と平行に、少なくとも２つの溝９８、１００が設けられている。 第１のセクションおよび第２のセクション９０、９２は、チャネル９４の上に、枢軸ピン１０４を受けるように間隔を空けられた孔１０２を持つ。 フランジ１０６が、配置部８６の底部から延び、フランジ１０６の底端部１１２には少なくとも２つのスロット１０８、１１０が形成されている。

第１の端部１１６および第２の端部１１８を有するレバー１１４は、第１端部１１６が枢軸ピン１０４に回転可能に取り付けられ、第２端部１１８が詰め込みホルン１６に取り付けられている。 レバー１１４は、配置部８６の溝９８、１００内に嵌合されるよう形成される。 第２端部１１８に隣接するように、ロックピン１２２を受け取る孔１２０が設けられる。

ロックブラケット（locking bracket）１２４が、詰め込みホルン１６の周りに回転可能に搭載されている。 ロックブラケット１２４は、外側に向かって延び、中央セクション１２８を横切るロック部１２６を有する。 ロック部１２６は、配置部８６の底部フランジ１０６のスロット１０８、１１０内に嵌合する。 好適には、中央セクション１２８は、詰め込みホルン１６に取り付けられる中空の円筒であり、レバー１１４に取り付けられているカム従動子１３２を受けるカムスロット１３０を有すると良い。 アーム１３４が、中央セクション１２８から外側に横切るように延びている。 アーム１３４が、ロック部１２６の回転を阻止することができるように設けられる。

第１のロック位置では、レバー１１４は、配置部８６の第１の溝９８内に入り、ロック部１２６がフランジ１０６の第１のスロット１０８に入り、アーム１３４がロックピン１２４と係合して、ロック部１２６がスロット１０８の外にまで回転しないようにする。 ロックを解除する際には、ロックピン１２４を引き、アーム１３４と係合させないようにして、ロックブラケット１２４に、詰め込みホルン１６の周りを回転させて、ロック部１２６をスロット１０８から取り外す。 カムスロット１３０およびカム従動子１３２は、ロックブラケット１２４の回転量を制限する。 ロックブラケット１２４が解放されると、レバー１１４が、詰め込みホルン１６とロックブラケット１２４とともに上昇して、レバー１１４が第１の溝９８から外れる。 ホルン１６をキャリッジ２０内にロックするとき、カムの動作により、ロックブラケット１２４は、ホルン１６上のフランジ１２５の上に作用して、ホルン１６の後部の円錐形状のボス１２７を、レバーアセンブリ内のベアリング１３１が保持する円錐形状のレセプタクル１２８内に押し入れる。 この際に、ホルン１６は、回転自在に固定される。 また、ピン１０４が、キャリッジ部９０および９２の孔内へと、抜き差し自在に挿入される。 取り外されると、レバー１１４は、枢軸ピン１０４に沿ってスライドして、第２の溝１００に位置合わせされてから降下して、第２の溝１００の内部に入る。 そしてロックピン１２４を引いて、ロックブラケット１２４を回転させて第２のロック位置まで戻し、ここでロック部１２６が第２のスロット１１０に入る。 次にロックピン１２４を解放して、アーム１３４を係合させて、ロックブラケット１２４を第２のロック位置で保持する。 この構成により、異なる長さの詰め込みホルン１６を取り外したり交換したりすることなく、配置部８６に対する詰め込みホルン１６の有効な長さを簡単に、且つ、迅速に調節することができるようになるという利点が生じる。

上では第１のロック位置と第２のロック位置しか述べていないが、別のロック位置を設けることもできる（例えば第３、第４のロック位置等）。 当業者であれば上述した教示を応用して、ロック位置を数え切れないほど設けることもできる。

ツイスタ筐体２８は、適宜、ねじを切られた孔１３９Ａと位置合わせされるスクリューまたはボルト１３９等で係合された第１の筐体部１３６と第２の筐体部１３８とを含む。

プーリ１４２は、外部へと延びて第２の筐体部１３８と係合するスリーブ１４４を含む。 ベアリング・アイソレータ１４８はこのスリーブ１４４の周りに延びる。 ベアリング１５０は、筐体２８内に搭載されて、ベアリング・アイソレータ１４８によってチャック３０から隔絶されている。 ベアリング１５０をチャック３０から隔絶することで、ベアリング・アイソレータ１４８が非接触であるために、生成される熱量が格段に低くなる。

リンカー３２は、互いに垂直方向に位置合わせされる一対のリンカー・チェーンアセンブリ１５２を有している。 各アセンブリ１５２は、モータ（不図示）に接続され駆動される少なくとも１つのスプロケットを有する一対のスプロケット１５４またはプーリを有する。 スプロケットは、位置合わせスロット１５８を含む拡張部１５６を含む。 第２の、アイドラ・スプロケット１５４Ａが、スプロケット１５４間に延びるピストン１６０に接続されている。 ピストン１６０は、どんな種類のものであってもよいが空気式が好ましく、圧縮空気源（不図示）に接続されているとよい。 さらに、好適にはピストン１６０は、伸縮するときに、第１のセクション１６０Ａが第２のセクション１６０Ｂ内にスライドするような、伸縮自在なタイプが望ましい。 各アセンブリ１５２は、支持部１６２に搭載されている。

支持部１６２は、キャビネット溶接部の一部であり、アセンブリ１５２同士を互いに近づけたり遠ざけたりするために利用される。 支持部１６２は、アセンブリ１５２に固定されるフレーム１６２Ａを有している。 フレーム内には、移動アセンブリ１６３が取り付けられる。 移動アセンブリ１６３は、ドライブスプロケット１５４を保持する回転外部アームを形成するギアボックス１６３Ａ内に存在しているギアトレーン（不図示）を介してスプロケット１５４にドライブギア１６３Ｂを接続するギアボックス１６３Ａを有している。 ドライブギア１６３Ｂは、フレーム１６２Ａに搭載されるギアボックス１６３Ａに搭載される。 Ｕ字状のフレーム１６３Ｃには一対のスロット１６３が貫通して設けられており、一対のアーム１６３Ｅがスロット１６３Ｄ内に摺動可能となるよう設けられている。 一対のカム１６３Ｆは、支持部１６２に固定され、ギアボックス１６３Ａの片側に取り付けられたカムアーム１６３Ｅを含み、Ｕ字板１６３Ｃが垂直方向に動くと、アーム１６３ＥがＵ字状の部材１６３Ｃのスロット１６３Ｄ内でスライドして、同時に第１のリンカー・チェーンアセンブリ１５２を、第２のリンカー・チェーンアセンブリ側へと引っ張る（図８Ａおよび図８Ｂによく描かれている）。 従って、この動きにより、チェーンを簡単に着脱することができるようになり、且つ、タッチスクリーンから上下のチェーンの間の間隔をある程度変更することができるようになる（以前であれば、支持板を内外に手で動かして調節していた）。

スプロケット１５４には、一対のチェーン１６４が搭載されている。 チェーン１６４は、スプロケット１５４の配置スロット１５８内に入る各チェーンの１つの配置ピン１６８を有することで、製品のサイズに基づいてチェーン１６４を正確に配置することができる。

動作においては、コントローラ４０のピストンの起動により張力が接続チェーンアセンブリ１５２に与えられる。 より詳しくは、製品のサイズに応じて、圧縮空気源に接続されているコントローラ４０が、空気をピストン１６０へと放出して、ピストン１６０を伸ばして、チェーン１６４上に張力をかける。

チェーン１６４を取り外すときに、コントローラ４０は、ピストンに圧力を与える。 製品の長さに調節したコンベヤでチェーンを分離することで、ピストンセクションを縮めて（collapse）、チェーンが外れる。 手動でピストンを縮めることもできる。 同時に、支持部１６２の垂直移動アセンブリ１６３を利用して、接続チェーンアセンブリ１５２を、互いに離す方向に動かすこともできる。 このように緩ませた状態においては、チェーン１６４をスプロケット１５４から簡単に外すことができる。 新たにチェーン１６４を追加するときには、チェーン１６４上の配置ピン１６８を、スプロケット１５４上の配置スロット１５８に配置する。 挿入されると、コントローラ４０が起動され、アセンブリ１５２が互いに近づいて、ピストン１６０が伸び、チェーン１６４上に張力がかかる。 空気式ピストン１６０により、支持板を微調整する必要なく、数セットの異なる長さのチェーンを搭載することができるようになる。

一実施形態では、コントローラがソーセージのリンク数を数える。 エンコーダ（つまりパルス生成器）がリンカー・チェーン軸に接続されて、パルスのストリームをコントローラに提供する。 好適には、パルスのストリームの大きさを調節して、２０回転するたびにリンカー・チェーンスプロケットが１３，５００カウントになり、一周したらゼロになるようにするとよい。 コントローラは、カウンタの値が１３，５００からゼロになった回数を数える。

製造が始まると、初期カウント値またはスナップショットをとり、後の計算に備えてコントローラに格納する。 デバイスが動作すると、パルスストリームをコントローラに送信して、設定されている数（つまり１３５０）からの変遷をコントローラで数える。 製造が止まると、第２のカウントまたはスナップショットをとり格納する。 カウント数は、この情報から計算される。 全カウント数を、ソーセージ１つについてのカウントで除算することで、今終わったばかりのソーセージストランドについてのソーセージカウントを得ることができる。

別の実施形態では、ソーセージリンクのカウントを、センサとコントローラとを使って行う。 ソーセージのストランドの流れは、センサでモニタリングして、ソフトウェアにより、センサおよびコントローラに、ソーセージのストランドのリンク数を数えさせて、連続するリンクの間のソーセージの個々のセグメントの長さを追跡させ、ソーセージのストランドの直径および輪郭をモニタリングさせる。

コントローラ４０は、さらに、ソーセージ箱詰めマシンとも電子通信を行い、コントローラ４０が、センサ１７２からの出力信号に基づいてペースを落としたり、ペースを上げたり、あるいは、マシンを停止させたりして、完成したソーセージストランドを所望の規格に準拠させる。 コントローラ４０が、ソーセージのストランド３４の連続したリンクの間隔が短すぎると判断すると（検知されたリンクの出現頻度が多すぎる場合）、コントローラは、ソーセージ箱詰めマシンの処理速度を上げて、個々のソーセージのセグメントの長さを長くする。 逆に、コントローラ４０が、ソーセージのストランド３４の連続したリンクの間隔が長すぎると判断すると（検知されたリンクの出現頻度が少なすぎる場合）、コントローラは、ソーセージ箱詰めマシンの処理速度を下げて、個々のソーセージのセグメントの長さを短くする。 コントローラ４０は、所定の時間、ソーセージのチェーンが無いリンクを検知すると、ケーシングが途切れたと判断して、ソーセージ箱詰めマシンを停止する。 またコントローラ４０は、ソーセージのストランド３４の直径が大きすぎる、または、小さすぎると判断すると、ソーセージ箱詰めマシンの動作を停止したり、あるいは、その動作を変更したりする。 加えて、ストランド３４が終わると、コントローラ４０は、最後の完全なループが終わった後にも残っているリンクに基づいて、コンベヤ３４の速度を上げたり下げたりして、フックにストランドを引っ掛けたり固定したりするために、ループを小さくしたり大きくしたりする。

別の実施形態では、従動子のシリンダの排出における空気式の流れのセンサにより、コントローラに入力が行われる。 この情報を他の動作パラメータとともに利用して、ケーシングがチャックに適切に供給されているかを判断する。 望ましくない状況が生じると（例えば、これに限定はされないが、詰め込みホルンにケーシングを巻き込んだ場合）、センサが予期している流れを中断して、コントローラを中断させたり、製造を停止させたりして、問題をオペレータに伝えてよい。

調節可能コンベヤ３８は、フレーム１７４、調節部１７６、および、動作プラットフォーム１７８を含む。 動作プラットフォーム１７８は、フレーム１７４により支持され、動作プラットフォーム１７８の周囲を回転するチェーン１８２が駆動するフック１８０を含む。 コンベヤは、水平または垂直フレーム内に配置される。 動作プラットフォームの一端には、ソーセージ箱詰めマシンの出力端に隣接する搭載点１８４が存在しており、完成したループ状のソーセージのストランド３４がフック１８０に搭載される。

フレームの下部には、そこから上方向に延びる支持部１８８を備える基部１８６が存在する。 一実施形態では、車輪１９０を基部１８６の底部に備えつける。 フレームの上部には、フレームの下部の４つの支持部１８８それぞれに適合可能な状態に搭載され、動作プラットフォーム１７８を上昇降下させることのできるスリーブ１９２が備えつけられる。 上部にはさらに、幾つかのセグメント１９４が含まれ、各セグメントは、各スリーブに枢動可能に搭載される底部端１９６と、動作プラットフォーム１７８に枢動可能に搭載される上端部１９８を含んでいる。

調節部１７６は、セグメント１９４を回転または旋回させて、動作プラットフォーム１７８の位置を調節する。 一実施形態では調節部１７６が引き締めねじであってよい。 引き締めねじは底部端が基部１８６に接続され、上部端がセグメント１９４のうちの１つの上部端に接続されてよい。 または、引き締めねじ１７６の上部端が、動作プラットフォーム１７８に接続されてもよい。 引き締めねじを一方向に回転させると、引き締めねじ１７６は入れ子状に内部へ向かい、引き締めねじ１７６を反対方向に回転させると、引き締めねじ１７６は振り出し状に外部に向かい、これにより、各セグメントを半径方向に一様に回転させて、動作プラットフォームの位置を調節することができるようになる。 このようすると、搭載点１８４を、接続チェーンの出力端に簡単に位置合わせすることができるようになる。

または、プラットフォーム調節部が、セグメントひいては動作プラットフォームを回転させることのできる任意のデバイスであってもよい（これらに限定はされないが、少なくとも１つのセグメントに搭載されるモータ、ラチェット機構、または、空気式もしくは油圧式のシリンダを含む）。