JPWO2020208840A1 - 皮剥き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パイナップルのような堅い表皮を有する果菜の皮剥きを確実かつ簡便に行うことができる構成を備えた皮剥き装置を提供する。【解決手段】ピーラ軸（１１１）と中心シャフト（１４１）の回転角度差により付勢部材（１４８）の緊張状態を調整してピーラ（１０１）のピーラ刃（１０２）をピーラ軸（１１１）の仮想軸線に対して接離させるように揺動させ、果菜ホルダ（１６１）の仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において、果菜ホルダ（１６１）に支承された果菜の上部側から皮剥きを行なうように構成する。

Description

本発明は、パイナップルの皮剥き作業に好適な皮剥き装置に関する。

従来より、柿、りんご、オレンジなどの果物や野菜の加工処理時における表皮の皮剥き工程において、高速・簡便にその加工処理を行うべく、様々な構成の皮剥き装置が使用されている。

果菜として一般に流通している生のパイナップルは小さな実の集合体からなるコクーン（繭玉）形状の果実であり、その表皮は堅く、厚く、鱗状に凸凹であるため、従来より、果実の上についた天芽（冠芽・クラウン）といわれる天部と底部とを切断して樽型とし、その果実を基台上に配置し、同心状にして配置された円筒状の内側ブレード及び外側ブレードを備えるカッターをパイナップルの樽型の果実（以下、「パイナップル果実」という）の天面から芯方向に沿って底面方向へ動かすことで、パイナップルの表皮と芯部を簡便に取り除く構成の皮剥き機が使用されている（特許文献１）。

本願の発明者らも、皮剥き対象の果菜を支承するワークホルダがワーク回転モータの駆動により回転自在に配設されたワーク支承部と、ピーラ回転モータの駆動によりピーラを前記ワークホルダに支承される果菜の外周に沿って移動させるピーラ軸、および、前記ピーラ軸と同軸配置され、ピーラとの間に付勢部材が配設されており、シャフト回転モータの駆動により回転する中心シャフトを備え、ピーラ軸と中心シャフトの回転角度差により前記付勢部材の緊張状態を調整して前記ピーラのピーラ刃をピーラ軸の仮想軸線に対して接離させるように揺動可能に構成されたピーラ駆動部と、を備える皮剥き装置を開発している（特許文献２参照）。

特開昭５７−２９２７８号公報 特開２０１６−０９６７４４号公報

しかしながら、特許文献１のように、円筒状のブレードを備えるカッタでパイナップル果実の表皮と芯部を取り除いて飲食用の花托部分（以下、果肉という）のみを残す場合、結果として得られる形状は穴あきの円筒状となり、表皮近くの果肉などの非常に多くの部分が廃棄されることとなる。

また、特許文献２に開示した皮剥き装置は、柿、りんご、オレンジ、蕪菁などの比較的薄い表皮をもつ果菜を想定し、その表皮をピーラで剥くための構成となっている。よって、果実の天部と底部とを切断して樽型としたパイナップル果実の表皮をピーラで剥くことにより、皮剥き作業における果実の廃棄量を頗る少なくすることができるが、パイナップル果実の堅く、厚く、凸凹の鱗状の表皮を確実に剥くためには、更なる改良が要求されていた。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、パイナップルのような堅い表皮を有する果菜の皮剥きを確実かつ簡便に行うことができる構成を備えた皮剥き装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る皮剥き装置は、皮剥き対象の果菜を支承する果菜ホルダが果菜回転モータの駆動により回転自在に配設された果菜支承部と、ピーラ回転モータの駆動によりピーラを前記果菜ホルダに支承される果菜の外周に沿って移動させるピーラ軸、および、前記ピーラ軸に挿入させて同軸配置され、前記ピーラ軸より果菜支承部側へ臨ませた一端に設けられた先端フランジ板には前記ピーラとの間に付勢部材が配設され、シャフト回転モータの駆動により回転する中心シャフトを有するピーラ駆動部と、前記果菜回転モータ、ピーラ回転モータ、およびシャフト回転モータの駆動を制御する制御部とを備え、前記ピーラ軸と前記中心シャフトの回転角度差により前記付勢部材の緊張状態を調整して前記ピーラのピーラ刃を前記ピーラ軸の仮想軸線に対して接離させるように揺動させ、前記果菜ホルダの仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において、果菜ホルダに支承された果菜の上部側から皮剥きを行なうように構成されていることを特徴とする。

このように構成された皮剥き装置は、ピーラのピーラ刃に作用する力の方向を果菜の内方へ必ず指向させることができるので、果菜に対するピーラ刃の食いつきを補助することができる。よって、パイナップルのような表皮の硬い果菜であっても、確実に皮剥きを行なうことができる。

また、前記ピーラは、前記ピーラ軸に配設されたピーラ取付板に対し、ピーラ刃を支承する腕状の一対のピーラアームが一対のヒンジを介して揺動可能に接続されており、前記ピーラ駆動部には、非果菜当接時における前記ピーラの傾倒を規制可能な傾倒規制手段を備えることを特徴とする。

具体的には、前記傾倒規制手段は、前記ピーラに設けられた傾倒規制部と、前記傾倒規制部と係合可能とされた前記先端フランジ板のカム部とからなり、前記ピーラ駆動部は、前記傾倒規制部とカム部とを係合させた状態でピーラ軸と中心シャフトを回転させ、ピーラ刃を果菜ホルダに支承された果菜の皮剥き開始位置の上方に移動させた際に、中心シャフトのみを回転させ、前記傾倒規制部とカム部との係合を解除するとともに、前記付勢部材により前記ピーラのピーラ刃を前記ピーラ軸の仮想軸線に対して接近させるように構成されていることを特徴とする。

パイナップルのようなコクーン型の果菜の皮剥きにおいては、果菜の高さ方向中間部の皮剥き時には特にピーラ刃は果菜に対して線接触することとなるので、刃渡りの長い大きめのピーラ刃と、そのピーラ刃をホルダを超えて、前記果菜ホルダの仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において果菜の上部に当接させうるような長目のピーラアームとを備えるピーラを用いることとなる。

ピーラはヒンジにより揺動自在にピーラ取付け板に取付けられているが、当該ピーラはそれなりの重量となるため、果菜に当接していない状態（非果菜当接時）にあっては、ピーラ軸の回転位置などによっては、ピーラはその自重によって仮想ピーラ軸方向へヒンジを軸にして傾倒することがある。

付勢部材に張力を調整することにより傾倒を防止することも考えられるが、付勢部材の作用を強力にすると、皮剥き時に、必用以上にピーラ刃が果菜に押しつけられ、ピーラ刃が果菜に食い込んでしまったり、果菜が痛んだりする恐れもある。

このように構成された傾倒規制手段を備える皮剥き機によれば、前記ピーラ駆動部に非果菜当接時における前記ピーラの傾倒を規制可能な傾倒規制手段を備えることで、サイズの大きい、重量のあるピーラを搭載可能となり、例えば、ピーラ軸を最上位に回転させ、ピーラを果菜の上方へ位置させる場合においても、ピーラがその自重によって仮想ピーラ回転軸方向へヒンジを軸にして傾倒するような事態を防止することができる。また、付勢部材は果菜へのピーラ刃の食い込み状態のみを考慮して決定することができるので、皮剥きの作業に支障が生じず、果菜を痛めることもない。

また、本発明に係る皮剥き装置は、さらに、前記果菜ホルダは、果菜支承部を配置する筐体に回転自在に垂設された果菜回転軸の前記筐体の上部一端に果菜ピンを連接するホルダ本体と、前記ホルダ本体の上下方向にスライド自在に配設され、その上面中央から果菜ピンを回転自在に突出させるとともに果菜ピンに突き刺された皮剥き対象の果菜の下端を当接させる果菜載置部材とを備え、前記果菜載置部材と前記前記果菜載置部材を前記ホルダ本体の上下方向にスライド移動させるスライド操作部とにより、果菜ピンから果菜を抜き取る抜取機構を構成する。

すなわち、スライド操作部を操作し、ホルダ本体の外周に摺接しながら上昇する果菜載置部材により、皮剥きが終了した皮剥き対象の果実を果菜ピンから抜く方向に持ち上げる。このように、皮剥き対象の果実を果菜ピンから抜く初動の作業を補助することにより、作業全体を簡便なものとすることができる。また、皮剥きがなされた皮剥き対象の果実の果菜ピンからの抜き取りの初動時に、該果実を強い力で把持したり引き抜く力を加え、傷めてしまうような事態も回避することができる。

具体的には、前記スライド操作部として、開放端を操作部、他端を果菜載置部材に回動連接部を介して回動自在に連接された固定部、そして、前記両端の中間を記果菜ホルダが設けられる筐体に支承される揺動支承部とするレバー部材を用いることができる。

上述の様に、本発明の皮剥き機によれば、パイナップルのような堅い表皮を有する果菜の皮剥きを確実かつ簡便に行うことができる。

本発明の第１実施形態の皮剥き装置の要部外観斜視図 本発明の第１実施形態の皮剥き装置の要部を示す縦断面 本発明の第１実施形態の皮剥き装置の起動寸法図（単位ｍｍ） 本発明の第１実施形態の皮剥き装置に用いるピーラの刃渡りに関する説明図で、各図（１）ｄ＞Ｌでも皮剥きが可、（２）Ｈ＞Ｌでは皮剥き不可、θ＜Ｌが望ましい、（３）ｈ＜Ｌが望ましい（ｈは近似直線）であることを示す。 本発明の第１実施形態の皮剥き装置におけるピーラ刃の軌道に関する説明図 本発明の第１実施形態の皮剥き装置における皮剥き動作時のピーラ軸と中心シャフトの回転制御の説明図で、（１）原点位置でピーラの傾斜が抑止された状態、（２）皮剥き開始角度においてピーラの傾斜が抑止された状態、（３）皮剥き開始角度においてピーラの傾斜抑止が解除された状態（ピーラ刃が当接）、（４）皮剥き終了角度においてピーラの傾斜抑止が解除された状態（ピーラ刃が当接）、（５）皮剥き終了角度においてピーラの傾斜が抑止された状態(ピーラ刃が離間）を示す。 本発明の第１実施形態の皮剥き装置におけるピーラ刃に作用する力の方向の説明図で、ＦＲはピーラ刃が滑る（表面を撫でる）方向に作用する力、ＦＱはピーラ刃が食い込む方向に作用する力を示す。 本発明の第２実施形態の皮剥き装置の駆動時における抜取機構の要部を示す縦断面 本発明の第２実施形態の皮剥き装置の皮剥き後の抜き取り時における抜取機構の要部を示す縦断面

まず、第１実施形態の皮剥き装置について、図１乃至図７を用いて説明する。

本実施形態の皮剥き装置は、果実の天部と底部とを切断し、高さ１００〜１８０ｍｍ、直径１００〜１８０ｍｍ程度の樽型とされたパイナップル果実の皮剥きを行なうための皮剥き装置１であり、図１乃至図３に示すように、載置用の脚部２ａａを用いて平置きされた略長方体形状のベース筐体部２ａと、その長手方向一端側に設けられた縦置きの略長方体形状のタワー筐体部２ｂとからなる筐体２を備えている。

ベース筐体部２ａの長手方向他端側には、果菜支承部１６０を構成し、パイナップル果実を皮剥き可能に支承するための果菜ホルダ１６１が鉛直軸方向回りに回転自在に配設されている。

本実施形態の果菜ホルダ１６１は、円筒状に形成されたホルダ本体１６２の上部に形成された円盤状のピンベース１６４の上面中央に、パイナップル果実を突き刺す固定針として平面視十字形状に形成された果菜ピン１６３が配設されている。そして、果菜ホルダ１６１は、ベース筐体部２ａの上面・背面間に亘って回転自在に支承された果菜回転軸１６５の前記ベース筐体部２ａの表面へ垂直に突出させた一端部に着脱自在に設けられている。

なお、ホルダ本体１６２やピンベース１６４の径寸法は、パイナップル果実の保持には十分であるが、樽型のパイナップル果実の最小径より十分小さく、皮剥き時に後述するピーラ１０１のピーラ刃１０２と双方が干渉しないように設計する。また、果菜ピン１６３は、芯の径（パイナップル果実の大きさによらずだいたい一定）に合わせた十字形状の剣のようなピンとすることにより、皮剥きに十分な保持力が得られ、パイナップル果実の果実も傷めることがない。

ベース筐体部２ａの内部において、果菜回転軸１６５の他端部には、一方向への回転を拘束する構成（例えば、ワンウェイクラッチ機構等）を備えた１つの果菜プーリ１６６が配設されている。

さらに、果菜支承部１６０は果菜回転モータ１６７を備えて いる。本実施形態においては、果菜回転モータ１６７は、タワー筐体部２ｂの下部となるベース筐体部２ａ内底部にに設けられた台上に配設され、その回転軸１６７ａをベース筐体部２ａの内底部へ向けて垂直に延出させており、この回転軸１６７ａには１つのモータプーリ１６８が配設されている。

そして、果菜プーリ１６６とモータプーリ１６８には１本のタイミングベルト１６９が巻回されており、果菜回転モータ１６７の一方向への駆動力をモータプーリ１６８へ伝達して果菜ホルダ１６１とともにパイナップル果実を回転させるように構成されている。

また、タワー筐体部２ｂ内には、ベース筐体部２ａの上面を貫いてラック３が設けられており、果菜回転モータ１６７はこのラック３の最下段内に収納されている。そして、ラック３の最上面には、ピーラ刃１０２を備えるピーラ１０１を果菜ホルダ１６１に支承されたパイナップル果実に接離自在とし、かつ、ピーラ１０１を該パイナップル果実の外周に沿って回転自在に保持するピーラ駆動部１００の軸ラック１３０が配設されている。

ピーラ駆動部１００は、軸ラック１３０に載置された不図示のピーラ回転モータの駆動により回転自在とされた中空のピーラ軸１１１を有しており、ピーラ軸１１１は、タワー筐体部２ｂの果菜ホルダ１６１に対向する面から突出させてラック３の上面に配設された軸ラック１３０により支承されている。ピーラ軸１１１は、軸ラック１３０に載置されたピーラ回転モータ（不図示）の回転軸に配設されたモータプーリ（不図示）とピーラ軸１１１に配設されたピーラ軸プーリ１１３との間に巻回されたテンションベルト１１４からなる駆動伝達系を介して前記ピーラ回転モータの駆動力が伝達され、回動可能とされている。また、ピーラ軸１１１には、不図示の回転量検出手段が配設されており、後述の第１乃至第５の角度の回転を検出可能とされている。

そして、本実施形態において、軸ラック１３０が設けられたラック３の上面は、ピーラ回転モータの駆動により回転自在とされた中空のピーラ軸１１１を果菜ホルダ１６１の軸方向に直交する面（ベース筐体の上面と平行な面）からの仰角を２５°としつつ、果菜ホルダ１６１に保持されるパイナップル果実の中心方向へ指向させるように傾斜形成されている。

そのため、ピーラ軸１１１の先端部はタワー筐体部２ｂから前記２５°の仰角を以てタワー筐体部２ｂの果菜ホルダ１６１に対向する面から突出し、果菜支承部１６０側へ臨んでいる。そして、このピーラ軸１１１の先端部には、ピーラ刃１０２をピーラ軸１１１の仮想軸線に対して接離させるようにピーラ１０１を揺動可能に支持するピーラ取付板１０５が着脱自在に配設されている。

ここで、ピーラ１０１はピーラ刃１０２と、ピーラ刃１０２をパイナップル果実の表面に沿わせて揺動可能に支承する腕状の一対のピーラアーム１０３と、ピーラアーム１０３の基端部を一対のヒンジ１０４を介して接続させるピーラ取付板１０５と、ピーラ刃１０２と平行に延在させて両アーム間に配設された細軸状のピーラリブ１０６とを備えている。

ピーラ刃１０２の刃渡りＬについて説明する。一般に、皮剥き対象物の理想形としては「球体」と「円筒形」とがある。皮剥き対象物が図４の（１）に示すように「球体」である場合、球の直径ｄがピーラ刃１０２の刃渡りＬより大きくても、基本的には点接触となり、ピーラ刃１０２が球を削ることで現れる直線に対して刃渡りＬが長ければ皮を剥くことは可能である。他方、図４の（２）に示す様に「円筒形」である場合は、円筒の高さＨがピーラ刃１０２の刃渡りＬより大きいと、ピーラ刃１０２より長い範囲が線接触してしまうため剥くことができない。しかしながら、図４の（３）に示す様に樽型とされたパイナップル果実は、上下が緩やかに絞られているため、前記円筒形の場合よりも条件が緩和され、近似直線ｈに対し、ピーラ刃１０２の刃渡りＬが長ければ剥くことができる。
以上の点から、ピーラ刃１０２の刃渡りＬはその果菜表面における当接軌道中において常に接触点がピーラ刃の刃渡りＬの範囲内にあり、かつ、線接触の幅がピーラ刃１０２の刃渡りＬを超えないように選定する。

次に、ピーラ刃１０２自体についてであるが、前述のようにパイナップル果実の表皮は堅く、厚く、鱗状に凸凹であるため、皮剥き時に非常な抵抗となり、ピーラ刃１０２を傷めるおそれがある。従って、ピーラ刃１０２のすくい量（角度、段差および空間の幅）の設計は、表皮の凹凸量の約１／４〜１／３を一度に削り込めるものとし、ピーラ刃１０２の送りによって３〜４周分ラップすることで表皮の凹部の最深部までを除去するように設計されたものを用いる。

また、ピーラアーム１０３について説明する。本実施形態の皮剥き装置１においては、皮剥き対象が樽型とされたパイナップル果実であるため、果実の上下頂部にピーラ刃１０２を当てて皮剥きする必要がない。よって、図５に示すように、皮剥きの開始位置Ｑ’は果菜頂部Ｏから離間した位置となる。一方、ピーラ刃１０２の当接部がほぼ側面に来た位置Ｑにおいては、先述のように剥き厚と樽形状が関連する微分直線ｈの端部がピーラ刃１０２の刃渡りＬの範囲から逸脱しないように、ピーラ１０１の回転軸線を上方にずらす必要がある。そして、剥き終わり位置Ｑ’’においては、ホルダ本体１６２の径寸法に対して半径ＯＱ’’による底部剥き残し径は十分小さくなる必要がある。以上を勘案し、ピーラ刃１０２が曲線Ｑ’−Ｑ−Ｑ’’の軌道を通るように支点部Ｐの位置、アーム長ＰＱを決定する。なお、図５中、曲線Ｏ−Ｒ−Ｑ’’は柿などの略球体の果菜であって、その上頂部をも皮剥きを行う必要がある場合のピーラ刃１０２の軌道を示している。

そして、本実施形態において、ピーラ１０１は、ピーラリブ１０６よりもヒンジ１０４側に配設され、非果菜当接時におけるピーラ１０１の傾倒を規制可能な傾倒規制手段１２０を構成する板状の傾倒規制部１０８が形成されている。

なお、本実施形態の皮剥き装置１は、ピーラ軸１１１の位置や傾斜角を調整可能な構成を備えるものであってもよい。例えば、ラック３の上面を平面とし、軸ラック１３０を図示しない支持部材により支持し、軸ラック１３０を前記支持部材ごと、タワー筐体部２ｂの高さ方向に移動可能としたり、ベース筐体部２ａの長手方向に移動可能としたり、ピーラ軸１１１の傾斜角（仰角）を２０°〜２５°で調整可能な構成としてもよい。

また、ピーラ駆動部１００は、シャフト回転モータの駆動により回転自在とされた中心シャフト１４１を有しており、中心シャフト１４１は、ピーラ軸１１１の軸孔内において同軸上に延在し、一端をピーラ取付板１０５からさらに突出させ、果菜支承部１６０側へ臨ませるようにして軸ラック１３０によって支承されている。

中心シャフト１４１は、ピーラ１０１をパイナップル果実に接触させるための付勢部材としてのコイルばね１４８を作動させるための回転軸であり、軸ラック１３０に載置されたシャフト回転モータ（不図示）の駆動軸に配設されたモータプーリ（不図示）と中心シャフト１４１に配設されたシャフト軸プーリ１４４との間に巻回されたテンションベルト１４５からなる駆動伝達系を介して、シャフト回転モータの駆動力が伝達され、回動可能とされている。また、中心シャフト１４１には、不図示の回転量検出手段が配設されており、後述の第１乃至第５の角度の回転を検出可能とされている。

そして、中心シャフト１４１のピーラ取付板１０５から果菜支承部１６０側へ臨ませた一端には先端フランジ板１４２が設けられている。本実施形態において、先端フランジ板１４２には、非果菜当接時における前記ピーラ１０１の傾倒を規制可能な傾倒規制手段１２０を構成し、傾倒規制部１０８と係合可能なカム部１４３が形成されている。

また、先端フランジ板１４２には付勢部材連結部１４７が形成されており、この付勢部材連結部１４７には、ピーラ１０１のピーラリブ１０６との間に張設され、中心シャフト１４１および／またはピーラ軸１１１の回転によって緊張状態を変化させるとともに、ピーラ１０１のパイナップル果実に対する接離状態を調整可能とされたコイルばね１４８の一端が連接されている。

そして、ピーラ駆動部１００は、傾倒規制部１０８とカム部１４３とを係合させた状態でピーラ軸１１１と中心シャフト１４１を同期させて回転させ、ピーラ刃１０２を果菜ホルダ１６１に支承されたパイナップル果実の皮剥き開始位置の上方に移動させた際に、中心シャフト１４１のみを回転させ、傾倒規制部１０８とカム部１４３との係合を解除するとともに、コイルバネ１４８によりピーラ１０１のピーラ刃１０２をピーラ軸１１１の仮想軸線に対して接近させ、パイナップル果実に当接させるように構成されている。

また、皮剥き装置１は、前述のピーラ軸１１１の回転量検出手段、並びに、中心シャフト１４１の回転量検出手段の検出結果を判断し、ピーラ回転モータ、シャフト回転モータ、果菜回転モータ１６７のそれぞれの駆動（速度、回転量、同期など）を制御する制御部２００を備えている。

なお、本実施形態においては、タワー筐体部２ｂの天面に形成された入力操作部５に集約して、果菜回転モータ１６７の駆動（速度）の調整入力手段としてのスイッチ、ピーラ回転モータの駆動（速度）の調整入力手段としてのスイッチ等が適宜配設されており、制御部２００は、前記入力手段により、駆動に必要な設定内容を変更可能に構成されているものとする。

また、皮剥き装置１は、ピーラ回転モータ、シャフト回転モータ、果菜回転モータ１６７や前記回転量検出手段等へ電力を供給するための不図示の電気配線や電源スイッチ７等、一般的な電気装置に必要な構成を備えるものとする。

次に、パイナップル果実の皮剥きをする場合の本実施形態の皮剥き装置の駆動制御について説明する。

まず、皮剥き装置を卓上に載置し、主電源を投入し、皮剥きの動作スイッチのＯＮ操作の待機状態とする。

そして、果菜ホルダ１６１の果菜ピン１６３に、樽型のパイナップル果実を突き刺し、保持させる。このとき、パイナップル果実の重心（芯部）を果菜ピン１６３で突き刺すようにする。

果菜ホルダ１６１にパイナップル果実が保持されたところで、動作スイッチをＯＮ操作する。このとき、本実施形態においては、ピーラ１０１は原点位置（図６における６時方向）においてピーラアーム１０３をピーラ取付板１０５からヒンジ１０４を介して下方へ垂れ、コイルばね１４８の張力も作用しない状態となっており、傾倒規制手段１２０を構成するピーラ１０１の傾倒規制部１０８と、先端フランジ板１４２のカム部１４３も係合している。
なお、皮剥き動作中の前記動作スイッチの更なるスイッチ操作は、皮剥き中止操作（ＯＦＦ操作）として駆動を制御する。

ＯＮ操作を検出すると、制御部２００は果菜回転モータ１６７を駆動させる。果菜回転モータ１６７の駆動力は、その回転軸１６７ａから駆動系１６８，１６９、１６６を経て果菜回転軸１６５と伝達され、果菜ホルダ１６１とともにパイナップル果実を回転させる。

また、制御部２００は、ピーラ回転モータとシャフト回転モータを電気的に同期させつつ駆動させる。図６（符番は一部省略）に示すように、ピーラ回転モータの駆動力は、その駆動軸等の駆動系１１３，１１４を経てピーラ軸１１１へ伝達され、前記原点からピーラ駆動部１００に対面した状態における反時計回りに第１の角度ＲＡ１（本実施形態においては１８０°）ほどピーラ１０１を回転させる。また、シャフト回転モータの駆動力は、その駆動軸等の駆動系１４４，１４５を経て中心シャフト１４１へ伝達され、前記原点からピーラ駆動部１００に対面した状態における反時計回りに第１の角度ＲＡ１（本実施形態においては１８０°）ほど先端フランジ板１４２を回転させる。第１の角度は、前述の様に、ピーラ１０１をパイナップル果実に当接させるため、さらには、その当接の圧力を調整するための角度であり、原点からの角度をいい、皮剥きを開始する角度位置である。なお、ピーラ回転モータとシャフト回転モータはそれぞれのピーラ軸１１１および中心シャフト１４１に設けられた回転量検出手段の検出結果に基づき、その回転が制御される。

この回転により、ピーラ１０１は果菜ホルダ１６１に支承されたパイナップル果実の上方の皮剥きを開始する角度位置に移動するが、この状態においては、ピーラ１０１が自重によりピーラ刃１０２を下方へ倒す傾倒姿勢となることは傾倒規制部１０８によって抑止することができる。

続いて、制御部２００は、シャフト回転モータのみを駆動させ、中心シャフト１４１をさらに反時計回りに第２の角度ＲＡ２（本実施形態においては１８０°）だけ回転させる。第２の角度は、ピーラ軸１１１と中心シャフト１４１の回転角度差となる。

この回転により、先端フランジ板１４２のカム部１４３とピーラ１０１の傾倒規制部１０８との係合が解除される。また、ピーラ軸１１１に保持されたピーラ１０１の付勢部材係合部１０７と先端フランジ板１４２の付勢部材連結部１４７との間に張設されていたコイルばね１４８は最大限に伸張され、ピーラ１０１の先端側をピーラ軸１１１の仮想軸線に対して引き寄せる強い張力を発揮させる。ピーラ１０１はこの張力と自重によりピーラアーム１０３のヒンジ１０４の部分で揺動し、回転するパイナップル果実のホルダ本体１６２の近傍に位置する部分へピーラ刃１０２を押しつける。

この状態において、制御部２００は、ピーラ回転モータとシャフト回転モータを電気的に同期させて駆動させ、時計回りに第３の角度ＲＡ３（本実施形態においては１８０°）ほど回転させる。このピーラ軸１１１の回転中に皮剥きを実行する。この間、中心シャフト１４１とピーラ軸１１１との回転角度差は変化しないので、ピーラ１０１がパイナップル果実に当接している状態（圧力）に変わりはない。第３の角度は、ピーラ１０１をパイナップル果実に当接させた状態における、ピーラ刃１０２の回転軌跡（円弧）上の移動角度を意味する。

本実施形態においては、この間、中心シャフト１４１がピーラ軸１１１と共に回転することにより、ピーラ１０１をパイナップル果実に押しつけるコイルばね１４８の緊張状態は大きく変化しないので、ピーラ１０１をパイナップル果実に押しつけた状態を保持することができ、果肉を特段に傷めることもない。そして、ピーラ軸１１１の回転によりパイナップル果実に対する当接位置を徐々に下方へ移動するピーラ刃１０２は、果菜回転軸１６４ａの回転により回転しているパイナップル果実の表皮を、果菜ホルダ１６１の仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において待ち受けて、連続的に剥き続ける。

このとき、図５に示すように、本実施形態の皮剥き装置１のピーラ刃１０２の軌道はＱ’−Ｑ−Ｑ’’となる。このように投影視点（具体的には、アーム支点）Ｐとなるピーラ駆動部側から見てパイナップル果実の裏側、すなわち果菜ホルダ１６１の仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側にピーラ刃１０２の軌道を位置させることにより、ピーラ刃１０２をパイナップル果実の表皮に確実かつ適切に食い込ませながら、皮剥きを行うことが可能となる。

さらに説明すれば、図５に曲線Ｏ−Ｒ−Ｑ’’で示す様にピーラ刃１０２の軌道が軸線Ｏより手前にあるということは、ピーラ刃１０２は、ピーラ駆動部１００側からの投影視点Ｐにおいて常に果菜の表面側を滑らせるように動く。
つまり、図７に示す様に、ピーラ刃１０２に作用するのは、コイルばね１４８の押し付け力Ｆのみであり、その作用方向はピーラ刃１０２が果菜の反中心方向ＦＲである。従って、この食いつき力を向上するにはコイルばね１４８を強くする以外に方法がなかった。しかしながら、前述のように、張力が強すぎるコイルばね１４８は果菜をピーラ刃１０２から遠ざける方向にも作用するため、食いつき力も単純には増加せず、デリケートな果肉を傷めることとなる。

これに対し、本実施形態におけるピーラ刃１０２のＱ’−Ｑ−Ｑ’’の軌道は、ピーラ駆動部１００側からの投影視点Ｐから見てパイナップル果実の裏側、すなわち果菜ホルダ１６１の仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側に位置するため、ピーラアーム１０３の力がパイナップル果実をホールドする方向（果菜の中心方向）ＦＱに働く。よって、ピーラ刃１０２の食いつき力もパイナップル果実に食い込む方向に作用する。従って、コイルばね１４８の張力を強くしなくても、ピーラ刃１０２そのものが食いついてくれるため、パイナップル果実の果肉を痛めるようなことも防止することができる。

続いて、制御部２００は、シャフト回転モータを駆動させ、中心シャフト１４１を第２の角度ＲＡ２と同じ角度となる第４の角度ＲＡ４（本実施形態においては１８０°）をその反対方向（すなわち、時計回り）へ回転させ、ピーラ１０１をパイナップル果実に押しつけるコイルばね１４８の緊張状態を弛緩させ、ピーラ１０１のパイナップル果実に対する当接を解除する。これにより、中心シャフト１４１も原点位置（６時方向）に復帰するが、その際には、傾倒規制手段１２０を構成するピーラ１０１の傾倒規制部１０８と、先端フランジ板１４１のカム部１４３は再び係合する。

そして、ピーラ軸１１１と中心シャフト１４１をともに原点位置（６時方向）に復帰させる。 例えば、制御部２００は、ピーラ回転モータとシャフト回転モータを電気的に同期させて駆動させ、反時計方向への第１の角度ＲＡ１と時計方向への第３の角度ＲＡ３の差分角度を０度とする第５の角度ＲＡ５（本実施形態においては０°）を回転させる。これにより、ピーラ軸とピーラは原点位置（６時方向）に復帰したことになる。

次に、制御部２００は果菜回転モータ１６７の駆動を停止させる。

そして、皮剥きがされたパイナップル果実を果菜ホルダ１６１から回収した後、皮剥き作業を継続する場合には、果菜ピン１６３に次のパイナップル果実を突き刺し、動作スイッチをＯＮ操作する一連の動作を繰り返す。

このように構成された本実施形態の皮剥き装置は、ピーラ１０１のピーラ刃１０２に作用する力の方向を果菜の内方へ必ず指向させることができるので、果菜に対するピーラ刃１０２の食いつきを補助することができる。よって、パイナップルのような表皮の硬い果菜であっても、確実に皮剥きを行なうことができる。

また、本実施形態の皮剥き装置によれば、皮剥きによる表皮等の廃棄量を極めて少なくすることができる。具体的には、前述の様に円筒状の内側ブレード及び外側ブレードを備えるカッターでパイナップル果実の表皮と芯部を取り除く場合に比べて、平均で３５％増の果肉を得ることができた。

また、図８および図９は、前述のパイナップル果実の皮剥きを行なうための第２実施形態の皮剥き装置の一部を示している。本実施形態の皮剥き機は、前述の第１実施形態の皮剥き機とは、主に、果菜ピン１６３に突き刺したパイナップル果実を簡便に果菜ピン１６３から抜き取るための抜取機構１８０を備えた点で相違し、その他の構成については基本的に同じである。

本実施形態の果菜ホルダ１６１は、第１実施形態のホルダ本体１６２に形成された円盤状のピンベース１６４に替えて、ホルダ本体１６２に上方から嵌装され、ホルダ本体１６２の外周に摺動して上下方向にスライド移動自在とされたキャップ状の果菜載置部材１７０を備えている。果菜ピン１６３は、果菜回転軸１６５と連接されたホルダ本体１６２の上部中央に着脱自在に垂設されており、ホルダ本体１６２に嵌装された果菜載置部材１７０の上面中央の開口内において回転自在に突設されている。なお、図８および図９には、横断面Ｈ状の果菜ピン１６３を図示しているが、果菜ピン１６３の形状はこれに限らず、皮剥きに十分な保持力が得られ、皮剥き対象の果実を傷めにくい形状、例えば、第１実施形態のような十字形状の剣のようなピンとしてもよい。

果菜載置部材１７０には、該果菜載置部材１７０をホルダ本体１６２の外周に沿ってスライド移動させるためのスライド操作部１７２が配設されている。本実施形態において、スライド操作部１７２は、てこの原理で果菜載置部材１７０を上下にスライド移動させるレバー部材１７３とされている。すなわち、レバー部材１７３は、開放端は作業者が操作する操作部１７３Ａとされ、他端は果菜載置部材１７０に回動連接部（不図示）を介して回動自在に連接された固定部１７３Ｂとされ、前記両端の中間は、ベース筐体部２ａの上面から垂設されたステイ部材１７４に回動自在に支承させた揺動支承部１７３Ｃとされている。

そして、本実施形態において、果菜載置部材１７０とスライド操作部１７２は前記抜取機構１８０を構成する。すなわち、本実施形態の皮剥き装置は、果菜載置部材１７０の上面から突出している果菜ピン１６３に樽型のパイナップル果実の重心（芯部）を突き刺し、パイナップル果実の下端を果菜載置部材１７０の上面に接触させるようにして保持させる。

このとき、果菜載置部材１７０は、パイナップル果実を果菜ピン１６３に突き刺す際に下方へ押され、ホルダ本体１６２の外周に摺接しつつ最下位置までスライド移動する。この果菜載置部材１７０の下方へのスライド移動、すなわち、レバー部材１７３の固定部Ｂの押し下げ操作に伴い、レバー部材１７３は揺動支承部１７３Ｃを支点として揺動し、図８に示すように、開放端の操作部１７３Ａを上げる。この状態で、上述のようにパイナップル果実の皮剥きを実行する。このとき、果菜ピン１６３を支承するホルダ本体１６２は果菜載置部材１７０内で回転するので、果菜ピン１６３に突き刺したパイナップル果実も回転して皮剥きに供される。

そして、 パイナップル果実の皮剥きが終了したら、図９に示すように、レバー部材１７３の開放端の操作部１７３Ａを押し下げる。この操作により、レバー部材１７３は揺動支承部１７３Ｃを支点として揺動し、固定部１７３Ｂを高く上げる。

これにより、皮剥きが終了したパイナップル果実は、ホルダ本体１６２の外周に摺接しながら上昇する果菜載置部材１７０により、果菜ピン１６３から抜く方向に持ち上げられる。

抜取機構１８０を備えた本実施形態の皮剥き装置は、パイナップル果実を果菜ピン１６３に突き刺す際には、固定部１７３Ｂを力点、操作部１７３Ａを作用点とし、逆に、果菜載置部材１７０にあるパイナップル果実を果菜ピン１６３から抜き取る際には、操作部１７３Ａを力点、固定部１７３Ｂを作用点として作用させることにより、簡便に皮剥き対象の果菜の果菜ピン１６３に対する差し込みと抜き取りを行なう。

重心が果菜ピン１６３に突き刺さったパイナップル果実を果菜ピン１６３から抜き取る作業はなかなかの力が必要とされる作業である。特に、パイナップル果実を果菜ピン１６３から抜く初動時には勢いと力が必要である。しかし、このように、ホルダ本体１６２に抜取機構１８０を設け、パイナップル果実を果菜ピン１６３から抜く初動の作業を補助することにより、パイナップル果実を果菜ピン１６３から抜き取る作業全体を簡便なものとすることができる。

また、皮剥きがなされたパイナップル果実は、当然に、皮付きのパイナップルよりも柔らかく、果実が溢れやすいものであるが、抜取機構１８０を備えることにより、果菜ピン１６２からの抜き取り初動時に強い力でパイナップル果実を把持して傷めてしまうような事態を回避することができる。

上述の様に、本実施形態においては、抜取機構１８０により、パイナップル果実を果菜ピンから抜く方向へ少し移動させ、パイナップル果実を果菜ピン１６３から抜き取る作業の初動を補助することとしたが、果菜ピン１６３の長さと皮剥き対象物の大きさによっては、当該抜取機構１８０の操作のみで皮剥き対象の果菜を果菜ピン１６３から抜き取ることも可能である。

なお、ホルダ本体１６２や果菜載置部材の径寸法は、パイナップル果実の保持には十分であるが、樽型のパイナップル果実の最小径より十分小さく、皮剥き時に後述するピーラ１０１のピーラ刃１０２と双方が干渉しないように設計する点は第１実施形態と同様である。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。

例えば、果菜回転モータ１６７は、入力操作部５から制御部２００へ送信される入力信号によってその回転速度が調整可能とされているが、このようなソフトウェア的調整手段により刃の送り（ピーラ軸回転）速度を変更することで、剥き厚を変更することができる。初期設定としては、果菜回転モータ１６７の回転を２００回転／分程度に制御し、パイナップル果実の２０〜４０回転程度の間に、ピーラ刃１０２が果菜ホルダ１６１の仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において、果菜ホルダ１６１に支承された果菜の上部側から皮剥きを行なうようにするとよい。

また、第１の角度乃至第４の角度は適宜設定可能である。但し、第２の角度と第４の角度は、コイルばねを展張させたり、弛緩させたりする角度であるので１８０°が望ましい。第５の角度ＲＡ５の回転は、本実施形態のように第１の角度と第３の角度が同じ角度である場合には実質的に省略することとなる。

さらに、本発明における傾倒規制手段１２０は、本実施形態における先端フランジ板１４２のカム部１４３とピーラ１０１の傾倒規制部１０８とを備える構成に限らない。例えば、アクチュエータの駆動により進退するシャフトを用い、ピーラ１０１の傾倒を抑止する構成としてもよい。

また、本発明の抜取機構１８０についても、果菜載置部材１７０をホルダ本体１６２に沿って上下方向にスライド移動させる手段は、上述のようなレバー部材１７３を用いる構成に限らない。

１ 装置本体
２ 筐体
２ａ ベース筐体部
２ａａ 脚部
２ｂ タワー筐体部
３ ラック
５ 入力操作部
７ 電源スイッチ
１００ ピーラ駆動部
１０１ ピーラ
１０２ ピーラ刃
１０３ ピーラアーム
１０４ ヒンジ
１０５ ピーラ取付板
１０６ ピーラリブ
１０７ 付勢部材係合部
１０８ 傾倒規制部
１１１ ピーラ軸
１１３ ピーラ軸プーリ
１１４ テンションベルト
１２０ 傾倒規制手段
１３０ 軸ラック
１４１ 中心シャフト
１４２ 先端フランジ板
１４３ カム部
１４４ シャフト軸プーリ
１４５ テンションベルト
１４７ 付勢部材連結部
１４８ 付勢部材（コイルばね ）
１６０ 果菜支承部
１６１ 果菜ホルダ
１６２ ホルダ本体
１６３ 果菜ピン
１６５ 果菜回転軸
１６６ 果菜プーリ
１６７ 果菜回転モータ
１６７ａ 回転軸
１６８ モータプーリ
１６９ タイミングベルト
１７０ 果菜載置部材
１７２ スライド操作部
１７３ レバー部材
１７３ａ 操作部
１７３ｂ 固定部
１７３ｃ 揺動支承部
１７４ ステイ部材
１８０ 抜取機構
２００ 制御部

Claims (5)

1. 皮剥き対象の果菜を支承する果菜ホルダが果菜回転モータの駆動により回転自在に配設された果菜支承部と、ピーラ回転モータの駆動によりピーラを前記果菜ホルダに支承される果菜の外周に沿って移動させるピーラ軸、および、前記ピーラ軸に挿入させて同軸配置され、前記ピーラ軸より果菜支承部側へ臨ませた一端に設けられた先端フランジ板には前記ピーラとの間に付勢部材が配設され、シャフト回転モータの駆動により回転する中心シャフトを有するピーラ駆動部と、前記果菜回転モータ、ピーラ回転モータ、およびシャフト回転モータの駆動を制御する制御部とを備え、前記ピーラ軸と前記中心シャフトの回転角度差により前記付勢部材の緊張状態を調整して前記ピーラのピーラ刃を前記ピーラ軸の仮想軸線に対して接離させるように揺動させ、前記果菜ホルダの仮想軸線に対する反ピーラ駆動部配設側において、果菜ホルダに支承された果菜の上部側から皮剥きを行なうように構成されていることを特徴とする皮剥き装置。
2. 前記ピーラは、前記ピーラ軸に配設されたピーラ取付板に対し、ピーラ刃を支承する腕状の一対のピーラアームが一対のヒンジを介して揺動可能に接続されており、前記ピーラ駆動部には、非果菜当接時における前記ピーラの傾倒を規制可能な傾倒規制手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の皮剥き装置。
3. 前記傾倒規制手段は、前記ピーラに設けられた傾倒規制部と、前記傾倒規制部と係合可能とされた前記先端フランジ板のカム部とからなり、前記ピーラ駆動部は、前記傾倒規制部とカム部とを係合させた状態でピーラ軸と中心シャフトを回転させ、ピーラ刃を果菜ホルダに支承された果菜の皮剥き開始位置の上方に移動させた際に、中心シャフトのみを回転させ、前記傾倒規制部とカム部との係合を解除するとともに、前記付勢部材により前記ピーラのピーラ刃を前記ピーラ軸の仮想軸線に対して接近させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の皮剥き装置。
4. 前記果菜ホルダは、果菜支承部を配置する筐体に回転自在に垂設された果菜回転軸の前記筐体の上部一端に果菜ピンを連接するホルダ本体と、前記ホルダ本体の上下方向にスライド自在に配設され、その上面中央から果菜ピンを回転自在に突出させるとともに果菜ピンに突き刺された皮剥き対象の果菜の下端を当接させる果菜載置部材とを備え、
   前記果菜載置部材と前記前記果菜載置部材を前記ホルダ本体の上下方向にスライド移動させるスライド操作部とにより、果菜ピンから果菜を抜き取る抜取機構を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の皮剥き装置。
5. 前記スライド操作部は、開放端を操作部、他端を果菜載置部材に回動連接部を介して回動自在に連接された固定部、そして、前記両端の中間を記果菜ホルダが設けられる筐体に支承される揺動支承部とするレバー部材であることを特徴とする請求項４に記載の皮剥き装置。

Images