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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024160685
(43)【公開日】2024-11-14
(54)【発明の名称】搾乳システムのティートカップセッティング装置
(51)【国際特許分類】
A01J 7/00 20060101AFI20241107BHJP
A01J 5/06 20060101ALI20241107BHJP
【ＦＩ】
A01J7/00
A01J5/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024027910
(22)【出願日】2024-02-27
(31)【優先権主張番号】P 2023075702
(32)【優先日】2023-05-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度みどりの食料システム戦略実現技術開発・実証事業のうち農林水産研究の推進（委託プロジェクト研究）（繋ぎ牛舎でも利用できる高度な搾乳システムの開発）産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000103921
【氏名又は名称】オリオン機械株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】501203344
【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100088579
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 茂
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中島 啓介
(72)【発明者】
【氏名】町田 一幸
(72)【発明者】
【氏名】石田 三佳
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 知之
(72)【発明者】
【氏名】神谷 裕子
(72)【発明者】
【氏名】及川 康平
(57)【要約】
【課題】 作業効率の向上、これに伴う生産性向上を図り、かつ作業者の労力削減を図るとともに、システム構築のコスト削減に寄与する。
【解決手段】
搾乳ユニットＵａに支持される垂直支持部２の下部に一端５ｓを設けるとともに他端５ｔが水平方向Ｆｈに変位可能な支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを有するティートカップ支持機構部７を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】
搾乳ユニットＵａに支持される垂直支持部２の下部に一端５ｓを設けるとともに他端５ｔが水平方向Ｆｈに変位可能な支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを有するティートカップ支持機構部７を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
係留牛舎における複数のストールに対して設置したガイドレールに沿って移動可能な少なくとも一つの搾乳ユニットを備える搾乳システムのティートカップセッティング装置であって、前記搾乳ユニットにより支持される垂直支持部の下部に一端を設けるとともに他端が水平方向に変位可能な支持アーム部を備えるティートカップセット部と、前記支持アーム部の他端に、ティートカップを所定の高さに支持するティートカップ支持部及びティートカップの横方向への変位を規制するティートカップ規制部を備えることにより、乳頭に対する収容口を上向きにし、かつ所定位置から上方へ変位自在となる複数のティートカップを保持するティートカップ保持機能部と、前記ティートカップセット部を所定の角度に旋回可能にする操作機構部とを有するティートカップ支持機構部を備えることを特徴とする搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項2】
前記ティートカップ支持部は、前記支持アーム部の他端に固定した支持ポストの上部から前記ティートカップを所定の高さに吊り下げる吊下部材であることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項3】
前記ティートカップ規制部は、前記支持ポストの上部に固定するとともに、前記ティートカップの周りを囲み、かつ前記ティートカップの外径に対して内径を大きく設定したリング部材であることを特徴とする請求項２記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項4】
前記ティートカップ支持部は、前記支持アーム部の他端に固定したポスト支持部と、このポスト支持部に設けた一又は二以上の支持ポストと、この支持ポストから各ティートカップの下部となる第一位置を支持することにより所定の水平方向位置及び高さに吊り下げる吊下部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項5】
前記ティートカップ規制部は、各ティートカップにおける前記第一位置よりも上方となる第二位置を支持し、かつワイヤ挿通部を有する支持部材と、任意のワイヤ挿通部に一端を連結し、かつ前記他端側を他のワイヤ挿通部に順次挿通させ、最後のワイヤ挿通部に他端を連結した連結ワイヤと、この連結ワイヤの中間部に連結することにより、この連結ワイヤを引張ることができる主ワイヤとを備えることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項6】
前記連結ワイヤは、この連結ワイヤの外周部に装着し、各ティートカップ間の間隔を、所定の間隔に規制する一又は二以上のパイプ部材を備えることを特徴とする請求項５記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項7】
前記連結ワイヤは、前記主ワイヤが連結する中間部に、前記連結ワイヤの外周部に装着する柔軟性を有するチューブ部材を備えることを特徴とする請求項５記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項8】
前記ティートカップ支持機構部は、前記支持アーム部の他端から離間した他の部位に、バッファー機能を有する集乳部を固定して配し、この集乳部とティートカップの各乳出口を所定長さに設定したミルクチューブにより接続して構成したミルク集乳機能部を備えることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項9】
前記ミルク集乳機能部は、前記乳出口から導出したミルクチューブを逆Ｕ形湾曲部を介して前記集乳部に接続することを特徴とする請求項８記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項10】
前記ミルク集乳機能部は、前記最下端位置と前記乳出口間における各ミルクチューブの中途位置に、搾乳中の真空部変動を抑制するバッファーを接続してなることを特徴とする請求項８記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項11】
前記搾乳システムは、前記搾乳ユニットを、搾乳対象となる乳牛の側方に位置する設定された搾乳ポジションへ移動させる移動手段を備えることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【請求項12】
前記垂直支持部は、前記乳牛の側面に当接して側面位置を検出可能な垂直支持シャフト部により構成することを特徴とする請求項１記載の搾乳システムのティートカップセッティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、係留牛舎における各ストールに対して搾乳ユニットを移動させて搾乳を行う搾乳システムのティートカップセッティング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、係留牛舎（スタンチョン牛舎）には、多数のストールが配列するストール群が設置され、各ストールに乳牛が係留されるとともに、各ストールに対して搾乳ユニットを自動で移動させて搾乳を行う搾乳システムが設置される。
【0003】
従来、この種の搾乳システムとしては、特許文献１の搾乳ユニットの自動搬送方法及び装置に記載される搾乳システム（自動搬送装置）及び特許文献２の搾乳システムの制御方法に記載される搾乳システムが知られている。
【0004】
特許文献１の自動搬送装置は、作業動線の短縮による作業労力の軽減及び作業効率の向上を図るとともに、搾乳ユニットの台数に対する柔軟性及び汎用性を高め、部品や組付の共通化によるコストダウン及び組立性向上を図ることを目的とし、具体的には、検出可能側又は検出不能側に切換可能な被検出部を各分岐レールに対応して設け、予め、被検出部を検出可能側に切換えるとともに、任意の搾乳ユニットが主レールを走行する際に、被検出部を検出することを条件に、検出した被検出部に対応する分岐レールへの進入を許容し、かつ被検出部を一回検出したなら当該被検出部を検出不能側に切換えるようにしたものであり、基本的構成として、係留牛舎における複数のストールに対して設置したガイドレールに沿って移動可能な搾乳ユニットを含む搾乳システムを備えている。
【0005】
また、特許文献２の搾乳システムの制御方法は、疾病牛の存在等の異常に対する早期発見を可能にし、常に最適な条件による搾乳を可能にすることを目的とし、具体的には、搾乳機に搭載した搾乳機コントローラの通信部と管理コンピュータの管理通信部を相互通信可能にし、搾乳時に、搾乳機に搾乳された乳から得られる搾乳時の搾乳データを、搾乳機コントローラの通信部から管理コンピュータの管理通信部に送信するとともに、管理コンピュータにより、受信した搾乳データを監視し、当該搾乳データに対して、予め設定した判定基準に基づく特異態様を検出したなら、当該特異態様を生じた搾乳時の動作を、当該特異態様に対応する予め設定した特異処理モードにより制御するようにしたものであり、基本的構成として、係留牛舎における複数のストールに対して設置したガイドレールに沿って移動可能な搾乳ユニット（搾乳機）を含む搾乳システムを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００５－０２１０４５号公報
【特許文献2】特開２０１４－２３３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上述した従来の搾乳システムは、次のような解決すべき課題も存在した。
【0008】
即ち、この種の搾乳システムでは、搾乳ユニットをコントローラ等により制御される移動部（自走部）により、搾乳対象となる乳牛の側方に位置する搾乳ポジションへほぼ自動で移動させることができるが、搾乳ポジションに到着した以降の作業は、作業者により人的に行う場合も少なくない。この結果、搾乳開始までに時間がかかり、作業効率の低下、これに伴う生産性の低下を招くとともに、ティートカップの装着作業を含む作業者の労力増加を招く難点があった。
【0009】
なお、このような装着作業等に対する自動化も技術的には可能であるとしても、基本的には、体型や立位置の異なる乳牛を対象、即ち、位置が不安定な乳牛（動物）を対象とする制御を行う必要があるため、高度な位置制御や大掛かりの設備が要求されるなど、システム構成が複雑化し、無視できないコストアップを招くとともに、乳牛を傷付ける虞れがあるなど、現実的には、容易に採用できない問題がある。
【0010】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した搾乳システムのティートカップセッティング装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上述した課題を解決するため、係留牛舎１００における複数のストールＳｔ…に対して設置したガイドレールＲに沿って移動可能な少なくとも一つの搾乳ユニットＵａ…を備える搾乳システムＭのティートカップセッティング装置１を構成するに際して、搾乳ユニットＵａに支持される垂直支持部２の下部に一端５ｓを設けるとともに他端５ｔが水平方向Ｆｈに変位可能な支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを有するティートカップ支持機構部７を備えることを特徴とする。
【0012】
この場合、発明の好適な態様により、ティートカップ支持部Ａ１は、支持アーム部５の他端５ｔに固定した支持体３６の上部からティートカップＴｃ…を所定の高さに吊り下げる吊下部材４３…により構成することができるとともに、ティートカップ規制部Ａ２は、支持体３６の上部に固定し、ティートカップＴｃ…の周りを囲み、かつティートカップＴｃ…の外径に対して内径を大きく設定したリング部材３７により構成できる。
【0013】
他方、ティートカップ支持部Ａ１は、支持アーム部５の他端５ｔに固定したポスト支持部７１と、このポスト支持部７１に設けた一又は二以上の支持ポスト７２…と、この支持ポスト７２…から各ティートカップＴｃ…の下部となる第一位置Ｘ１を支持することにより所定の水平方向位置及び高さに吊り下げる吊下部材７３…とを備えて構成できるとともに、ティートカップ規制部Ａ２は、各ティートカップＴｃ…における第一位置Ｘ１よりも上方となる第二位置Ｘ２を支持し、かつワイヤ挿通部７５…を有する支持部材７６…と、任意のワイヤ挿通部７５に一端７７ｓを連結し、かつ他端７７ｔ側を他のワイヤ挿通部７５…に順次挿通させ、最後のワイヤ挿通部７５に他端７７ｔを連結した連結ワイヤ７７と、この連結ワイヤ７７の中間部に連結することにより、この連結ワイヤ７７を引張る主ワイヤ７８とを備えて構成できる。また、連結ワイヤ７７は、この連結ワイヤ７７の外周部に装着し、各ティートカップＴｃ…間の間隔を、所定の間隔に規制する一又は二以上のパイプ部材８１…を設けることができるとともに、連結ワイヤ７７には、主ワイヤ７８が連結する中間部に、連結ワイヤ７７の外周部に装着する柔軟性を有するチューブ部材７９を設けることができる。
【0014】
さらに、ティートカップ支持機構部７には、支持アーム部５の他端５ｔから離間した他の部位Ｐｆに、バッファー機能を有する集乳部３９を固定して配し、この集乳部３９とティートカップＴｃ…の各乳出口Ｔｃｅ…を所定長さに設定したミルクチューブ４４…により接続して構成したミルク集乳機能部１７を設けることができる。この際、ミルク集乳機能部１７には、乳出口Ｔｃｅ…から導出したミルクチューブ４４…を逆Ｕ形湾曲部４４ｒ…を介して集乳部３９に接続することが望ましい。一方、ミルク集乳機能部１７には、最下端位置Ｐｄと乳出口Ｔｃｅ…間における各ミルクチューブ４４…の中途位置に、搾乳中の真空部変動を抑制するバッファー３８…を接続することができる。また、搾乳システムＭには、搾乳ユニットＵａ…を、搾乳対象となる乳牛Ｃの側方に位置する設定された搾乳ポジションＰｃへ移動させる移動手段Ｆｍを設けることができる。さらに、垂直支持部２は、乳牛Ｃの側面に当接して側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出可能な垂直支持シャフト部２ｓにより構成することができる。
【発明の効果】
【0015】
このような構成を備える本発明に係る搾乳システムＭのティートカップセッティング装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【0016】
（１） 乳牛Ｃの乳頭Ｃｂ…にティートカップＴｃ…を装着する直前までのセッティング作業を容易かつ的確に行うことができる。これにより、搾乳開始までの時間短縮を図れるため、作業効率の向上、更には、これに伴う生産性向上を実現できるとともに、ティートカップＴｃ…の装着作業を含む作業者の大幅な労力軽減に寄与することができる。加えて、大掛かりな自動化システムの構築が不要になるため、大幅なコスト削減に寄与できるなど、コスト削減と労力削減の双方をバランスよく実現できる最適な搾乳システム（ティートカップセッティング装置１）として提供することができる。
【0017】
（２） ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４を備えるため、ティートカップセット部６の先端側を変位させ、ティートカップ保持機能部１４を乳牛Ｃの下方となる目標位置へ移動させた際には、作業者は片手により各ティートカップＴｃ…を上方へ変位させるのみで乳頭Ｃｂ…への装着が可能になり、作業者の煩雑な作業が軽減され、ティートカップ装着作業の容易化及び迅速化を実現することができる。
【0018】
（３） 好適な態様により、ティートカップ支持部Ａ１を構成するに際し、支持アーム部５の他端５ｔに固定した支持体３６の上部からティートカップＴｃ…を所定の高さに吊り下げる吊下部材４３…により構成すれば、基本的には一つのティートカップＴｃに対して一本の吊下部材４３で足りるため、実施の低コスト化及び小型化に寄与できるとともに、収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、所定位置Ｐｈから上方へ変位自在に支持する機能を容易に実現することができる。
【0019】
（４） 好適な態様により、ティートカップ規制部Ａ２を構成するに際し、支持ポスト３６の上部に固定するとともに、ティートカップＴｃ…の周りを囲み、かつティートカップＴｃ…の外径に対して内径を大きく設定したリング部材３７…により構成すれば、基本的には一つのティートカップＴｃに対して一つのリング部材３７で足りるため、実施の低コスト化，実施の容易化及び小型化に寄与できるとともに、特に、ティートカップ支持部Ａ１と組合わせることにより、ティートカップ装着作業の容易化及び迅速化を確実に実現することができる。
【0020】
（５） 好適な態様により、ティートカップ支持部Ａ１を構成するに際し、支持アーム部５の他端５ｔに固定したポスト支持部７１と、このポスト支持部７１に設けた一又は二以上の支持ポスト７２…と、この支持ポスト７２…から各ティートカップＴｃ…の下部となる第一位置Ｘ１を支持することにより所定の水平方向位置及び高さに吊り下げる吊下部材７３…とを備えて構成すれば、一本の紐等の吊下部材７３により各ティートカップＴｃ…の下部となる第一位置Ｘ１を支持できるため、各ティートカップＴｃ…を所定の水平方向位置及び高さに位置決めすることができるとともに、全体の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【0021】
（６） 好適な態様により、ティートカップ規制部Ａ２を構成するに際し、各ティートカップＴｃ…における第一位置Ｘ１よりも上方となる第二位置Ｘ２を支持し、かつワイヤ挿通部７５…を有する支持部材７６…と、任意のワイヤ挿通部７５に一端７７ｓを連結し、かつ他端７７ｔ側を他のワイヤ挿通部７５…に順次挿通させ、最後のワイヤ挿通部７５に他端７７ｔを連結した連結ワイヤ７７と、この連結ワイヤ７７の中間部に連結することにより、この連結ワイヤ７７を引張る主ワイヤ７８とを備えて構成すれば、位置を固定した別途の規制手段を使用しないため、邪魔な存在となる規制手段を排除できる。これにより、各ティートカップＴｃ…の移動をスムーズに行うことができるとともに、乳頭Ｃｂ…への無用な接触等の悪影響を回避し、乳牛Ｃの保護を図ることができる。しかも、基本的には連結ワイヤ７７と主ワイヤ７８を利用したワイヤ部材の組合わせにより実施できるため、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【0022】
（７） 好適な態様により、連結ワイヤ７７に、この連結ワイヤ７７の外周部に装着し、各ティートカップＴｃ…間の間隔を、所定の間隔に規制する一又は二以上のパイプ部材８１…を設ければ、連結ワイヤ７７を用いた場合であっても、各ティートカップＴｃ…間の間隔を規制することができるため、各ティートカップＴｃ…の位置決めを容易に行うことができる。
【0023】
（８） 好適な態様により、連結ワイヤ７７に、主ワイヤ７８が連結する中間部に、連結ワイヤ７７の外周部に装着する柔軟性を有するチューブ部材７９を設ければ、使用時には中間部の両側に位置する一対のティートカップＴｃ，Ｔｃの間隔を規制できることに加え、主ワイヤ７８により引張ることにより離脱する際には、チューブ部材７９を湾曲又は折曲させることにより、当該一対のティートカップＴｃ，Ｔｃ同士を接近させることができるため、全ティートカップＴｃ…の移動時におけるサイズをコンパクト化し、円滑に移動させることができる。
【0024】
（９） 好適な態様により、ティートカップ支持機構部７に、支持アーム部５の他端５ｔから離間した他の部位Ｐｆに、バッファー機能を有する集乳部３９を固定して配し、この集乳部３９とティートカップＴｃ…の各乳出口Ｔｃｅ…を所定長さに設定したミルクチューブ４４…により接続して構成したミルク集乳機能部１７を設ければ、従来のように、ティートカップＴｃ…の全体及びミルククローが搾乳中の乳頭Ｃｂ…に対して下方への大きな荷重が負荷されるディメリットを解消することができる。即ち、搾乳時におけるティートカップＴｃのライナスリップを大幅に低減できるとともに、ライナスリップが発生したとしても、ミルクチューブ４４…の長さと集乳部３９のバッファー機能による緩衝効果により他の残りのミルクチューブ４４…への影響、具体的には、ドロップレッツ現象を防止し、乳頭Ｃｂ…への悪影響を大幅に低減することができる。加えて、乳頭Ｃｂ…に対する各ティートカップＴｃ…の変位に係わる自由度をより高めることができる。
【0025】
（１０） 好適な態様により、ミルク集乳機能部１７に、乳出口Ｔｃｅ…から導出したミルクチューブ４４…を逆Ｕ形湾曲部４４ｒ…を介して集乳部３９に接続すれば、各ミルクチューブ４４…の引き回し自由度を高めることができるため、支持アーム部５の長さに左右されることなく、各ミルクチューブ４４…の長さを設定できるとともに、乳流の位置エネルギーを抑制し、搾乳時における真空度変動幅を抑制することができる。
【0026】
（１１） 好適な態様により、ミルク集乳機能部１７には、最下端位置Ｐｄと乳出口Ｔｃｅ…間における各ミルクチューブ４４…の中途位置に、搾乳中の真空部変動を抑制するバッファー３８…を接続すれば、各ティートカップＴｃ…に対して、補助的にバッファー機能を持たせることができるため、他のティートカップＴｃ…に対して干渉しない独立したバッファーとして機能させることができる。
【0027】
（１２） 好適な態様により、搾乳システムＭに、搾乳ユニットＵａ…を、搾乳対象となる乳牛Ｃの側方に位置する設定された搾乳ポジションＰｃへ移動させる移動手段Ｆｍを設ければ、搾乳ポジションＰｃまで自動的に移動させることができるため、この後、作業者は、速やかにティートカップセッティング装置１を利用したセッティング作業を行うことができる。
【0028】
（１３） 好適な態様により、垂直支持部２を、乳牛Ｃの側面に当接して側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出可能な垂直支持シャフト部２ｓにより構成すれば、垂直支持シャフト部２ｓを乳牛Ｃの側面に直接当接させるのみで側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出可能になるため、乳牛Ｃの位置を検出する際における低コスト性及び実施容易性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の好適実施形態に係る同ティートカップセッティング装置に備える一つのティートカップを乳頭に装着した状態を示す一部の正面図、
【図2】同ティートカップセッティング装置の要部構成を示す一部断面正面図、
【図3】同ティートカップセッティング装置に備えるティートカップ保持機能部の平面構成図、
【図4】同ティートカップセッティング装置の原理構成図、
【図5】同ティートカップセッティング装置に係る本実施例と従来例を対比した原理説明図、
【図6】同ティートカップセッティング装置に係る本実施例と従来例を対比したティートカップの装着本数と平均負荷荷重（乳頭１本当たり）の関係を示す棒グラフ、
【図7】同ティートカップセッティング装置を備える搾乳システムの動力駆動手段を用いた場合のストールにおける背面構成図、
【図8】同ティートカップセッティング装置の平面構成図、
【図9】同ティートカップセッティング装置を含む搾乳ユニットの使用時における側面構成図、
【図10】同搾乳システムの全体を示す平面概要図、
【図11】同ティートカップセッティング装置のセッティング時の動作を説明するためのフローチャート、
【図12】同ティートカップセッティング装置の搾乳終了時の動作を説明するためのフローチャート、
【図13】同ティートカップセッティング装置の搾乳ポジションの模式図、
【図14】同ティートカップセッティング装置によるセッティング操作時における模式図、
【図15】同ティートカップセッティング装置による他のセッティング操作時における模式図、
【図16】同ティートカップセッティング装置による他のセッティング操作時における模式図、
【図17】同ティートカップセッティング装置を備える搾乳システムの手動操作手段を用いた場合の第一変更例に係るストールにおける背面構成図、
【図18】同ティートカップセッティング装置に備える第二変更例に係るティートカップ保持機能部の平面構成図、
【図19】同ティートカップセッティング装置に備える第三変更例に係るティートカップ保持機能部の平面構成図、
【図20】同ティートカップセッティング装置に備える第四変更例に係るティートカップ保持機能部の一部抽出拡大図を含む平面構成図、
【図21】同ティートカップ保持機能部におけるティートカップ支持部の構成を示す側面図、
【図22】同ティートカップ保持機能部におけるティートカップ規制部の構成を説明するための側面図、
【図23】同ティートカップ保持機能部における主ワイヤを引張った状態を示す平面構成図、
【発明を実施するための形態】
【0030】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0031】
【0032】
図１０は、係留牛舎１００に備える搾乳システムＭの平面概要図を示す。この係留牛舎１００には多数のストールＳｔ…が配列するストール群Ｇが設置され、各ストールＳｔ…に乳牛Ｃ…が係留されている。そして、このストール群Ｇの上方に、ストール群Ｇに沿ったガイドレールＲが設置される。ガイドレールＲは、ストール群Ｇに沿って配した主レールＲｍと、この主レールＲｍの中途位置から直角方向に分岐し、かつストールＳｔ…間に配した複数の分岐レールＲｓ…を備える。この場合、分岐レールＲｓ…は、配列するストールＳｔ…に対して一つ置き、即ち、相隣る分岐レールＲｓとＲｓ…間に二つのストールＳｔ…が入るように配される。ガイドレールＲには、少なくとも一つの搾乳ユニットＵａ…、例示は、２台の搾乳ユニットＵａ，Ｕｂが装填され、各搾乳ユニットＵａ，Ｕｂは、ガイドレールＲに沿って所定の目標位置となる搾乳ポジションＰｃまで移動させることができる。
【0033】
したがって、これらの設備は、搾乳ユニットＵａ…を、搾乳対象となる乳牛Ｃの側方に位置する設定された搾乳ポジションＰｃへ移動させる本実施形態における移動手段Ｆｍを構成する。この移動手段Ｆｍにより、搾乳ユニットＵａ…を搾乳ポジションＰｃまで自動的に移動させることができるため、この後、作業者は、速やかにティートカップセッティング装置１を利用したセッティング作業を行うことができる。
【0034】
なお、２００は、ストール群Ｇの前方に、このストール群Ｇに沿って設置された給餌システムを示す。この給餌システム２００は、ストール群Ｇの前上方に配した給餌用レール２１０と、この給餌用レール２１０に沿って移動する給餌機２２０を備える。この給餌システム２００により、各ストールＳｔ…に対して給餌機２２０を自動で移動させて給餌を行うことができる。Ｂｓは給餌機２２０により投与された給餌飼料を示す。
【0035】
また、搾乳システムＭにおける分岐レールＲｓ…の先端前方には、図９に示すミルクライン５１及び真空ライン５２を配置する。ミルクライン５１及び真空ライン５２はストールＳｔ…に沿って配し、各分岐レールＲｓ…に対向する位置には、後述する搾乳ユニットＵａ…のディストリビュータ２２を接続するミルクタップ５３を設ける。
【0036】
一方、ガイドレールＲに沿って移動する搾乳ユニットＵａ（他の搾乳ユニットＵｂも同じ）は、ガイドレールＲに装填した自走式の移動部２１を備える。移動部２１の先端には前述のディストリビュータ２２を備える。この移動部２１は、モータを用いた走行駆動部２１ｍを備えるとともに、駆動用バッテリ等を含む制御ボックス２１ｃを備える。この場合、移動部２１の停止や移動方向の制御は、移動部２１に設けた検出部（検出センサ）がガイドレールＲの所定位置に配した被検出部を検出することにより行われる。これにより、各ストールＳｔ…に対して各搾乳ユニットＵａ…を自動で移動させることができる。なお、走行制御は、コントローラＥ（図７参照）に搭載した制御機能に基づいて行われる。したがって、少なくとも一部の制御用データは、コントローラＥから各搾乳ユニットＵａ…における制御ボックス２１ｃに転送される。
【0037】
さらに、移動部２１の両側、具体的には、図８に示すように、制御ボックス２１ｃの左右両側に吊下げられた一対の搾乳部２３ａ，２３ｂを備える。一つの搾乳部２３ａ（他の搾乳部２３ｂも同じ）は、図９に示す搾乳部本体２４，乳牛Ｃの各乳頭Ｃｂ…に装着する四つのティートカップＴｃ…，乳量計２５等を備える。
【0038】
そして、移動部２１の他の空スペース、具体的には、制御ボックス２１ｃの左右における側面パネル２１ｃｐ，２１ｃｑを利用して本実施形態に係る左右一対のティートカップセッティング装置１…を取付ける。左右のティートカップセッティング装置１，１は位置が左右対称となる点を除いて同一の構成となる。
【0039】
【0040】
ティートカップセッティング装置１は、図７に示すように、基本的な構成として、搾乳ユニットＵａにより支持される垂直支持部２の下部に一端５ｓを設けるとともに他端５ｔが水平方向Ｆｈに変位可能な支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、支持アーム部５の他端５ｔから離間した他の部位Ｐｆに固定して配したバッファー機能を有する集乳部３９と、この集乳部３９とティートカップＴｃ…の各乳出口Ｔｃｅ…を所定長さに設定したミルクチューブ４４…により接続したミルク集乳機能部１７と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを有するティートカップ支持機構部７を備える。
【0041】
この場合、支持機構部３は、搾乳ユニットＵａに支持され、かつ垂直支持部２を昇降可能に支持する機能を備えており、図７に示すように、制御ボックス２１ｃの一方の側面パネル２１ｃｐに固定したシャフト昇降駆動部１５ｖを備える。また、このシャフト昇降駆動部１５ｖにより昇降する昇降ロッド１５ｖｒの下端には、左右に変位可能な水平ロッド３２ｒを支持する支持ブロック３２を設ける。さらに、水平ロッド３２ｒの一端（乳牛Ｃ側）には、鉛直方向に軸線を有する垂直支持部２を支持する。この場合、支持ブロック３２には、モータ等を用いた水平移動駆動部３３を内蔵し、この水平移動駆動部３３により、水平ロッド３２ｒを左右方向へ変位させることができる。以上の構成が、搾乳ユニットＵａに支持され、かつ垂直支持部２が昇降可能に支持される支持機構部３となる。
【0042】
また、垂直支持部２は、乳牛Ｃの側面に当接して側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出可能な垂直支持シャフト部２ｓにより構成する。垂直支持部２を、このような垂直支持シャフト部２ｓにより構成すれば、垂直支持シャフト部２ｓを乳牛Ｃの側面に直接当接させるのみで側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出する横方向位置検出部９を構成できるため、実施する際における低コスト性及び実施容易性に優れる。
【0043】
この垂直支持シャフト部２ｓは、図７に示すように、上シャフト部２ｕと下シャフト部２ｄを軸方向Ｆｓに連結支持部１１を介して連結した連結構造に構成するとともに、上シャフト部２ｕと下シャフト部２ｄは上下方向の相対変位が規制され、かつ回動方向の相対変位が許容されるように構成する。具体的には、筒状の連結支持部１１の上端から上シャフト部２ｕを鉛直方向上方へ突出させるとともに、連結支持部１１の下端から下シャフト部２ｄを鉛直方向下方へ突出させる。そして、連結支持部１１の内部の上半部には、上回転駆動部３４を内蔵し、上シャフト部２ｕを回動変位可能に構成するとともに、連結支持部１１の内部の下半部には、ティートカップ旋回駆動部１５ｆを内蔵し、下シャフト部２ｄを回動変位可能に構成する。
【0044】
このように構成すれば、上シャフト部２ｕ又は下シャフト部２ｄをそれぞれ独立して回動させることができるとともに、上シャフト部２ｕの変位を直接下シャフト部２ｄに伝達できるため、垂直支持シャフト部２ｓの上端２ｕｓ側又は下端側に後述する高さ方向位置検出部４を設けたり、下シャフト部２ｄに後述するティートカップセット部６を設けることができるなど、構成をシンプル化しつつ多機能性を高めることができる。
【0045】
例示の場合、垂直支持シャフト部２ｓの上シャフト部２ｕは、高さ方向位置検出部４として構成する。即ち、図７に示すように、上シャフト部２ｕの上端に設けた検出用横バー１２により構成した。検出用横バー１２は、一端１２ｓを上シャフト部２ｕの上端に設けるとともに、他端１２ｔ側を水平方向Ｆｈに延出して乳牛Ｃの上端位置Ｃｕに当接可能な所定長さに形成する。
【0046】
これにより、単純形状に形成可能な検出用横バー１２の追加のみで実施できるため、低コスト性及び実施容易性に優れる利点がある。また、垂直支持シャフト部２ｓを、横方向位置検出部９と高さ方向位置検出部４に兼用して利用できるため、検出系に係る部品点数の削減、これに伴う全体のコンパクト化及び低コスト化を図れるとともに、乳牛Ｃの位置情報をより正確に取得することができる。なお、図７中、Ｘｐは検出用横バー１２の底面に設けた乳牛Ｃに接するパッド部を示す。
【0047】
さらに、筒状の連結支持部１１の周面には乳牛Ｃの側面に接するパッド部Ｘｑを設ける。これにより、垂直支持シャフト部２ｓの一部となる連結支持部１１は、乳牛Ｃの側面位置Ｃｐ又はＣｑを検出する横方向位置検出部９を兼用する。
【0048】
一方、垂直支持シャフト部２ｓの下部、即ち、図７に示すように、下シャフト部２ｄの下端には、ティートカップ支持機構部７を設ける。
【0049】
【0050】
ティートカップ支持機構部７は、下シャフト部２ｄの下端に、一端５ｓを回動可能に配するとともに、水平方向Ｆｈに延出した支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数（通常は４つ）のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、支持アーム部５の他端５ｔから離間した他の部位Ｐｆに、バッファー機能を有する集乳部３９を固定して配し、この集乳部３９とティートカップＴｃ…の各乳出口Ｔｃｅ…を所定長さに設定したミルクチューブ４４…により接続して構成したミルク集乳機能部１７と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを備える。
【0051】
例示の支持アーム部５は、図２に示すように、二ヶ所の折曲部を設けてクランク状に形成するとともに、この支持アーム部５の先端（他端５ｔ）に、鉛直方向の支持体３６を固定し、さらに、支持アーム部５の他端５ｔと支持体３６の上端間における当該支持体３６上には、取付支持部４１を固定することにより、ティートカップ保持機能部１４を構成した。
【0052】
そして、この取付支持部４１の上面には、図１－図３に示す、例えば、金属素材によりリング状に形成した四つのリング部材３７…を、四角形における四つの角に対応する位置となるように配し、固定ネジ４２…により固定する。このリング部材３７…は、ティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を構成する。この場合、四つのリング部材３７…の各中心位置は、乳牛Ｃにおける四つの乳頭Ｃｂ…位置に対応する。このように、ティートカップ規制部Ａ２を構成するに際し、支持体３６の上部に固定するとともに、ティートカップＴｃ…の周りを囲み、かつティートカップＴｃ…の外径に対して内径を大きく設定したリング部材３７…により構成すれば、基本的には一つのティートカップＴｃに対して一つのリング部材３７で足りるため、実施の低コスト化，実施の容易化及び小型化に寄与できるとともに、特に、ティートカップ支持部Ａ１と組合わせることにより、ティートカップ装着作業の容易化及び迅速化を確実に実現することができる。
【0053】
また、取付支持部４１の下面における各リング部材３７…に対応する位置には、図１及び図２に示すチェーン等を利用した四つの吊下部材４３…の上端を取付ける。この吊下部材４３…は、ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１を構成する。このように、ティートカップ支持部Ａ１を構成するに際し、支持アーム部５の他端５ｔに固定した支持体３６の上部からティートカップＴｃ…を所定の高さに吊り下げる吊下部材４３…により構成すれば、基本的には一つのティートカップＴｃに対して一本の吊下部材４３で足りるため、実施の低コスト化及び小型化に寄与できるとともに、収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、所定位置Ｐｈから上方へ変位自在に支持する機能を容易に実現することができる。
【0054】
さらに、図２に示すように、四つのティートカップＴｃ…をリング部材３７…の内部に配し、上述した吊下部材４３…の下端を取付ける。例示の場合、各ティートカップＴｃ…の乳出口Ｔｃｅ…付近に取付けた。この際、各ティートカップＴｃ…の中間位置（又はやや上寄位置）が当該リング部材３７…の位置になるように選定する。これにより、ティートカップＴｃ…を操作しない自然状態では、図２に示すように、ティートカップＴｃ…の、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…が上向きとなって、吊下部材４３…により取付支持部４１から吊下げられ、所定位置（所定高さ）Ｐｈに保持されるとともに、ティートカップＴｃ…の中間位置がリング部材３７…により横方向への変位が規制される。これにより、各ティートカップＴｃ…は、それぞれ所定位置Ｐｈから上方へは変位自在となる。なお、収容口Ｔｃｏ…が上向きとは、乳牛Ｃへの接触による汚れの付着を防止するため、ティートカップＴｃ…が傾斜した状態等も含む概念である。
【0055】
ティートカップ支持機構部７をこのように構成、即ち、ティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４を備えて構成すれば、ティートカップセット部６を回動させ、ティートカップ保持機能部１４を乳牛Ｃの下方となる目標位置へ移動させた際には、作業者は片手により各ティートカップＴｃ…を上方へ変位させるのみで乳頭Ｃｂ…への装着が可能になり、作業者の煩雑な作業が軽減され、ティートカップ装着作業の容易化及び迅速化を実現できる。
【0056】
なお、ティートカップセット部６の一端５ｓを垂直支持部２の下部に回動可能に配するとともに、他端５ｔ側を水平方向Ｆｈに延出した支持アーム部５により構成した例を示したが、基本的には、搾乳ユニットＵａにより支持される垂直支持部２の下部に一端５ｓを設けるとともに他端５ｔが水平方向Ｆｈに変位可能な支持アーム部５を設ければよく、他の例としては、水平方向Ｆｈに伸縮する蛇腹アーム等であってもよい。
【0057】
一方、支持アーム部５の他端５ｔから離間した他の部位Ｐｆには、バッファー機能を有する集乳部３９を取付ける。具体的には、図２に示すように、支持アーム部５の一端５ｓ側に取付けて固定する。このように、集乳部３９を、支持アーム部５の一端５ｓ側に固定すれば、後述するミルクチューブ４４…の長さを容易に確保できるとともに、各ティートカップＴｃ…が旋回により変位した場合であっても、ミルクチューブ４４…の長さや位置（角度）が変化することがないため、安定した搾乳を行うことができる。
【0058】
そして、集乳部３９とティートカップＴｃ…の各乳出口Ｔｃｅ…は、所定長さに設定したミルクチューブ４４…により接続する。この場合、集乳部３９には、四つのティートカップＴｃ…から送られる各生乳が合流するため、集乳部３９の選定に際しては、必要なとなる充分な容積を確保する。四本のミルクチューブ４４…の一端側は、各ティートカップＴｃ…の乳出口Ｔｃｅ…にそれぞれ接続するとともに、各ミルクチューブ４４…の他端側は、集乳部３９の上面に設けた四つの流入口（インレット部）にそれぞれ接続する。一方、集乳部３９の下端部に備える単一の流出口（アウトレット部）には、集乳部３９に収容された生乳を送出させる比較的大径となる一本のミルクホース４０の一端口を接続するとともに、このミルクホース４０の他端口は、図９に示すように、乳量計２５の流入口に接続する。このように構成すれば、従来のように、各ミルクチューブ４４…の各乳出口Ｔｃｅ…が比較的短いチューブによりミルククローに接続する構成とは異なり、乳頭Ｃｂ…に対する各ティートカップＴｃ…の変位に係わる自由度を高めることができる。
【0059】
また、ミルク集乳機能部１７を構成する各ミルクチューブ４４…は、図２に示すように、逆Ｕ形湾曲部４４ｒ…を介して集乳部３９における四つの流入口にそれぞれ接続する。この際、図４に示すように、ミルクチューブ４４…の最下端位置Ｐｄと逆Ｕ形湾曲部４４ｒ…の最上端位置Ｐｕまでの高さをＬｒとし、当該最下端位置Ｐｄと搾乳時における乳頭Ｃｂ…の下端位置Ｐｂまでの高さをＬｂとした場合、「Ｌｂ＞Ｌｒ」の関係になるように設定することが望ましい。これにより、各ミルクチューブ４４…の引き回し自由度を高めることができるため、支持アーム部５の長さに左右されることなく、各ミルクチューブ４４…の長さを設定できるとともに、乳流の位置エネルギーを抑制し、搾乳時における真空度変動幅を抑制することができる。
【0060】
さらに、最下端位置Ｐｄと乳出口Ｔｃｅ…間における各ミルクチューブ４４…の中途位置には、図１及び図２に示すように、搾乳中の真空度変動を抑制するバッファー３８…を接続する。これにより、各ティートカップＴｃ…に対して、補助的にバッファー機能を持たせることができるため、他のティートカップＴｃ…に対して干渉しない独立したバッファーとして機能させることができる。以上の各ミルクチューブ４４…から集乳部３９によりミルク集乳機能部１７が構成される。
【0061】
このティートカップ支持機構部７は、バッファー機能を有する集乳部３９の位置を固定し、所定長さに設定したミルクチューブ４４…を有するため、従来のように、ティートカップＴｃ…の全体及びミルククローが搾乳中の乳頭Ｃｂ…に対して下方への荷重が負荷されることはない。また、搾乳時には、ティートカップＴｃのライナスリップを防止できるとともに、仮に、一つのティートカップＴｃにライナスリップが発生したとしても、ミルクチューブ４４…の長さと集乳部３９のバッファー機能による緩衝効果により他の残りのミルクチューブ４４…への影響、更には乳頭Ｃｂ…への悪影響を大幅に低減することができ、ドロップレッツ現象を防止することができる。
【0062】
この理由について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）は本実施例に係るティートカップＴｃ…とミルク集乳機能部１７の原理的構成、図５（ｂ）は従来例に係るティートカップＴｃ…とミルク集乳機能部１７ｒ（ミルククローＲｃ）の原理的構成をそれぞれ示すとともに、図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ一つのティートカップＴｃがライナスリップにより乳牛Ｃの乳頭Ｃｂから離脱した状態を示している。
【0063】
図５（ａ）に示す本実施例の場合には、基本的に、各ティートカップＴｃ…が独立しているため、装着時における他のティートカップＴｃ…への干渉はほとんど生じない。これに対して、図５（ｂ）に示す従来例の場合には、ミルククローＲｃを含むミルク集乳機能部１７ｒの全体がティートカップＴｃ…に付加されることになる。
【0064】
図６は、同ティートカップセッティング装置に係る本実施例と従来例を対比したティートカップの装着本数と平均負荷荷重（乳頭１つ当たり）の関係を棒グラフを示す。同図から明らかなように、本実施例の場合、各ティートカップＴｃ…が独立しているため、装着本数に関係なく各乳頭Ｃｂ…に付加される負荷荷重は、３５０－４２０〔ｇ〕程度となり大きな変化は生じない。これに対して、従来例の場合、装着本数に対応して各乳頭Ｃｂ…に付加される負荷荷重は大きく変化し、四本の場合、即ち、四つの全ての乳頭Ｃｂ…に四本のティートカップＴｃ…が正常に装着されている場合、各乳頭Ｃｂ…に付加される負荷荷重はそれぞれ４００〔ｇ〕程度となるが、装着本数が少なくなった場合、少なくなるに従って負荷荷重が増加し、一本になった場合、乳頭Ｃｂに付加される負荷荷重は、１８００〔ｇ〕程度となり、四本全てが装着されている場合に比べて約４．５倍となり、ライナスリップやドロップレッツ現象の発生リスクが大幅に上昇する。
【0065】
以上の基本構成を備えるティートカップセッティング装置１には、横方向位置検出部９の検出結果に対応してティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８が含まれる。具体的には、操作機構部８を構成するに際し、少なくともティートカップセット部６を旋回可能なティートカップ旋回駆動部１５ｆを含む動力駆動手段１５が含まれる。また、この動力駆動手段１５には、シャフト昇降駆動部１５ｖの動作により垂直支持シャフト部２ｓが昇降し、所定の高さに移動させることができる。このように構成すれば、コントローラ等により容易にシーケンス制御が可能になるため、労力軽減及び作業効率の向上を図ることができるとともに、比較的簡易な制御系により実現することができる。
【0066】
次に、このようなティートカップセッティング装置１を備える本実施形態に係る搾乳システムＭの全体の動作について、主に図７－図１０及び図１３－図１６を参照しつつ図１１及び図１２に示すフローチャートに従って説明する。
【0067】
【0068】
今、搾乳ユニットＵａがガイドレールＲのホームポジションに待機している場合を想定する（ステップＳ０１）。搾乳時には、コントローラＥから搾乳するストールＳｔ…の順番に係わる指令データが搾乳ユニットＵａの制御ボックス２１ｃに転送され、この指令データに基づいて搾乳ユニットＵａがガイドレールＲに沿って走行し、目標のストールＳｔ、即ち、目標の搾乳ポジションＰｃまで移動する（ステップＳ０２，Ｓ０３）。
【0069】
目標の搾乳ポジションＰｃに到達したなら、ティートカップセッティング装置１のセッティング動作が行われる。図１３が搾乳ポジションＰｃにおける搾乳ユニットＵａの状態を示す。例示するセッティングの手順は、一例であり、例示の手順に限定されるものではない。また、セッティングを行なう前の状態は、支持ブロック３２を最上昇位置に上昇させ、かつ垂直支持シャフト２と支持ブロック３２は最接近位置に移動させ、走行時に障害にならないコンパクト状態にリリースしておく。なお、セッティング動作は、例えば、一連の動作、即ち、シーケンス制御が行う制御プログラムが制御ボックス２１ｃに設定されている。
【0070】
搾乳ポジションＰｃでは、まず、図１４に示すように、垂直支持シャフト２を乳牛Ｃに接近する方向に支持ブロック３２の水平移動機構部３３を駆動制御する（ステップＳ１）。これにより、垂直支持シャフト２の連結支持部１１が乳牛Ｃの側面、即ち、側面位置Ｃｐに当接したなら移動を停止させる（ステップＳ２）。この場合、他方の乳牛Ｃの場合の側面は、側面位置Ｃｑとなる。次いで、上回転駆動部３４を駆動制御することにより検出用横バー１２を９０゜回動変位させる（ステップＳ３）。この状態の検出用横バー１２を図１５に仮想線で示す。なお、９０゜の回動範囲は一例であり、任意の角度範囲に設定可能である。
【0071】
次いで、シャフト昇降駆動部１５ｖを駆動制御して支持ブロック３２を下降変位させる（ステップＳ４）。そして、図１５に実線で示すように、検出用横バー１２が乳牛Ｃの上端位置Ｃｕを検出、即ち、検出用横バー１２が乳牛Ｃの上端位置Ｃｕに当接したなら下降を停止させる（ステップＳ５）。この場合、検出用横バー１２とティートカップセット部６間の縦方向間隔Ｌｓは、乳牛Ｃの上端位置Ｃｕと乳牛Ｃの腹部の下方の所定高さとなるように、予め設定した間隔Ｌｓ（図１６参照）として設定されるため、検出用横バー１２が乳牛Ｃの上端位置Ｃｕに当接した際には、ティートカップセット部６と乳頭Ｃｂ間の上下方向間隔は、予め設定した所定の最適間隔Ｌｃとなる。
【0072】
なお、検出用横バー１２による上端位置Ｃｕの検出は、必須の検出要素ではない。例えば、予め登録した乳牛Ｃの個別データに基づいて設定する場合も可能である。後述する変更例のように、検出用縦バー１３を使用する場合、上端位置Ｃｕの検出は不要になる。
【0073】
次いで、ティートカップ旋回駆動部１５ｆを駆動制御し、支持アーム部５を９０゜旋回変位させる（ステップＳ６）。この場合、９０゜の旋回範囲は一例であり、搾乳ポジションＰｃの位置等に対応して任意の角度範囲に設定可能である。これにより、図１６に示す状態となり、ティートカップセット部６は乳頭Ｃｂのほぼ真下の位置であって、最適高さに位置するとともに、ティートカップセット部６に備える四つのティートカップＴｃ…は、上端の開口が上方を向いた状態にセッティングされる。以上により、一連のセッティング動作が終了する。
【0074】
この後、セッティング動作が終了したら、搾乳作業者は、搾乳部２３ａに設けた搾乳開始スイッチをＯＮにする（ステップＳ７）。これにより、バッファー３８が開状態となり、ティートカップＴｃ…から吸引が行われるため、作業者は、四つのティートカップＴｃ…を順番に乳頭Ｃｂ…に装着する（ステップＳ８）。そして、全てのティートカップＴｃ…の装着が終了したなら一連の搾乳処理が行われる（ステップＳ９，Ｓ１０）。なお、図７及び図９は全てのティートカップＴｃ…が装着された状態を示している。
【0075】
搾乳時には、搾乳された生乳が、図７に示すように、四つのティートカップＴｃ…からバッファー３８を通して集乳部３９に流入し、この集乳部３９の生乳は、集乳チューブ４０，乳量計２５，ディストリビュータ２２を経て、ミルクライン５１に供給される。そして、生乳の流量が基準流量以下になるなどにより搾乳終了条件を満たしたなら、搾乳処理を終了させる（ステップＳ１１）。これにより、各ティートカップＴｃ…は自重により乳頭Ｃｂ…から離脱し、落下するとともに、前述した保持機能部１４により保持されるティートカップ離脱処理が行われる（ステップＳ１２）。即ち、各ティートカップＴｃ…は、支持体３６により吊下げられるとともに、リング部材３７により位置が規制され、図１３に示す装着前の状態に戻される。以上により、搾乳主要処理（ルーチンステップＳＡ）が終了するため、この後、搾乳終了処理（ルーチンステップＳＢ）が行なわれる。
【0076】
図１２は、搾乳終了処理（ルーチンステップＳＢ）に係わる動作を説明するフローチャートを示す。
【0077】
このルーチンステップＳＢの動作は、基本的に自動で行わせることが可能になるため、搾乳処理が終了したことを検知したなら自動でルーチンステップＳＢを実行させることができる。
【0078】
一方、搾乳処理が終了したことにより、例えば、搾乳終了ランプを点灯（点滅）させることにより、作業者が乳牛Ｃの状態等を確認し、その後、搾乳部２３ａのリリーススイッチをＯＮすることにより、以降のリリース処理を自動で行わせることができる。
【0079】
この場合、まず、ティートカップ旋回駆動部１５ｆを駆動制御し、支持アーム部５を９０゜戻し旋回させる。これにより、ティートカップセット部６は、図１５に示す実線位置に戻される（ステップＳ２１）。次いで、シャフト昇降駆動部１５ｘを駆動制御し、支持ブロック３２を上昇させるとともに、同時に、水平移動機構部３３を駆動制御し、支持ブロック３２を乳牛Ｃから離間する方向を変位させる。さらに、上回転駆動部３４を駆動制御し、検出用横バー１２を戻し方向に９０゜回動変位させる。これにより、垂直支持シャフト２は、図１３に示すセッティング前の状態に復帰させることができる（ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）。
【0080】
搾乳ユニットＵａによる搾乳処理が全て終了したときは、ガイドレールＲのホームポジションへ移動させる戻し処理を行なう（ステップＳ２５，Ｓ２８）。
【0081】
一方、搾乳ユニットＵａにより次の搾乳処理を行う場合には、次の目標となる対応するストールＳｔへ移動させる（ステップＳ２５，Ｓ２６）。そして、次の搾乳ポジションＰｃに到着したなら、上述した搾乳主要処理（ルーチンステップＳＡ）を実行する（ステップＳ２７，ＳＡ）。即ち、図１１に示した搾乳主要処理（ルーチンステップＳＡ）を実行することができる。
【0082】
以上、動力駆動手段１５によりティートカップセッティング装置１を構成した場合について説明したが、このティートカップセッティング装置１は、後述する第一変更例に示すように、手動操作手段１６により構成することもできる。
【0083】
【0084】
図１７は、第一変更例に係るティートカップセッティング装置１を示す。図１７は、手動操作手段１６を用いた場合を示す。この手動操作手段１６は、搾乳ユニットＵａの制御ボックス２１ｃの外部ケースを利用して固定した取付フレーム６１、この取付フレーム６１の縦フレームメンバ６１ｖに固定した上下一対の回動支持部６２，６２により一方の縦フレームメンバ６３ｕが回動可能に支持された矩形の第一フレーム６３、この第一フレーム６３の他方の縦フレームメンバ６３ｖに固定した上下一対の回動支持部６４，６４により一方の縦フレームメンバ６５ｕが回動可能に支持された矩形の第二フレーム６５、この第二フレーム６５の他方の縦フレームメンバ６５ｖに固定した上下一対の回動支持部６６，６６により一方の縦フレームメンバ６７ｕが回動可能に支持された矩形の第三フレーム６７を備える。
【0085】
この場合、第三フレーム６７は垂直支持シャフト部２ｓとして機能するため、取付フレーム６１から第三フレーム６７までの支持機構は、搾乳ユニットＵａに支持され、かつ垂直支持シャフト部２ｓを昇降可能に支持する支持機構部３として機能し、この支持機構部３の蛇腹伸縮により垂直支持シャフト部２ｓを乳牛Ｃに対して進退変位することができるとともに、回動支持部６６，６６により垂直支持シャフト部２ｓを昇降変位させることができる。
【0086】
また、第三フレーム６７の上端には、一端１２ｓを設けるとともに、他端１２ｔ側を水平方向Ｆｈに延出して乳牛Ｃの上端位置Ｃｕに当接可能な所定長さの検出用横バー１２を一体に設ける。この場合、他端１２ｔには、乳牛Ｃの上端位置に当接する左右一対の当接部１２ｔｐ，１２ｔｐを設けている。これにより、図１７に示す検出用横バー１２は、垂直支持シャフト部２ｓの上端２ｕｓ側に設けることにより、乳牛Ｃの上端位置Ｃｕを検出する高さ方向位置検出部４として機能する。このように構成すれば、二点位置を検出できるとともに、上端部の左右を挟むように当接できるため、乳牛Ｃの動きに追従させることができるため、上端位置Ｃｕの検出（間接的検出）を、より正確かつ安定に行うことができる。
【0087】
他方、垂直支持シャフト部２ｓの下部には、支持アーム部５の一端５ｓを回動可能に配し、かつ水平方向Ｆｈに延出した他端５ｔに、ティートカップＴｃ…を備えるティートカップセット部６を設けたティートカップ支持機構部７を備える。なお、第三フレーム６７は、回動可能に支持される一方の縦フレームメンバ６７ｕが実質的な垂直支持シャフト部２ｓとして機能するため、他方の縦フレームメンバ６７ｖは乳牛Ｃの側面に当接するシャフトとして機能する。なお、６８ｓ，６８ｓは補強フレームメンバを示す。
【0088】
なお、図１７は、基本的なフレーム構成を示したものであり、必要により、各種の操作支援を行う支援機構を付設してもよい。例えば、スプリング等を付設したダンパ機構等の補助機構を設けることにより、乳牛Ｃに対する衝撃緩和等を考慮してもよいし、或いは、切換機構により動作するエアシリンダ等を用いて操作を支援する補助機構等を設けることにより、作業者の労力をより軽減できるようにしてもよい。
【0089】
よって、以上により、高さ方向位置検出部４の検出結果に対応して垂直支持シャフト部２ｓが所定の高さに移動可能にするとともに、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８が構成され、手動操作手段１６として機能させることができる。このように、操作機構部８を垂直支持シャフト部２ｓを手動操作により昇降可能にするとともに、ティートカップセット部６を手動操作により旋回可能にする手動操作手段１６により構成すれば、動力手段が不要になるため、更なる構成の簡易化及びコストの低減に寄与することができるとともに、エネルギー削減にも寄与することができる。
【0090】
また、図１７（図１６）には、ティートカップセッティング装置１における高さ方向位置検出部４の変更例が含まれる。即ち、高さ方向位置検出部４を構成するに際し、図１７（図１６）に仮想線で示すように、垂直支持シャフト部２ｓの下端を下方へ所定長さにわたって延出させた検出用縦バー１３を設けて構成することも可能である。このように構成すれば、高さ方向位置検出部４を乳牛Ｃに直接接触させることなく目的の高さを検出できるため、乳牛Ｃの動き等に干渉されることなく正確かつ安定に検出することができる。
【0091】
特に、検出用縦バー１３を用いれば、上シャフト部２ｕにおける実質的な高さ方向位置検出部４としての機能は不要になるため、図１７に示すように、垂直支持シャフト２の上端に左右一対の当接部１２ｔｐ，１２ｔｐを有する検出用横バー１２を設けることができる。この当接部１２ｔｐ，１２ｔｐには、乳牛Ｃの上端を把持する機能を持たせることができるため、乳牛Ｃの横方向への変位を抑制することができるとともに、この場合には、高さ方向位置検出部４としての機能を有しないため、図１７に仮想線で示すように、検出用横バー１２に対して上下変位可能に構成し、検出用横バー１２と当接部１２ｔｐ，１２ｔｐ間にスプリング１２ｂを介在させ、乳牛Ｃの上下変位を吸収するように構成することも可能となる。
【0092】
【0093】
図１８に示す第二変更例は、取付支持部４１に、例えば、二方向に突出した一対の取付ピンを有する取付部材４５を固定し、この一対の取付ピンを、樹脂素材により形成したホース部材を所定の長さに切断した規制パーツの一端３７ｓと他端３７ｔにそれぞれ差込むことによりリング部材３７を構成したものである。第二変更例によれば、リング部材３７の大きさ（リング径）を最適な任意の大きさに変更できる。加えて、傷んだり汚れた場合にも容易に交換できるとともに、乳牛Ｃに当たっても弾性変形するため、安全性を高めることができるメリットがある。
【0094】
さらに、図１９には第三変更例に係るティートカップ規制部Ａ２を示す。第三変更例は、全体を樹脂素材により一体成形したものである。図１９の場合、中央位置に、支持体３６の周面に装着する取付筒４１ｃを一体に設け、この取付筒４１ｃの周面に四つのリング部材３７を一体に設けた。この場合、樹脂素材は硬質樹脂であってもよいし、軟質樹脂であってもよい。また、リング部材３７…の軸方向（支持体３６の軸方向に対する平行方向）の長さを選定することにより軸方向の剛性を任意に設定することができる。図１９に示す第三変更例の場合、図１８等における取付支持部４１を省略できるとともに、一体成形するため、部品点数の削減によるコスト面で有利となる。
【0095】
【0096】
第四変更例に係るティートカップ支持部Ａ１は、図２０に示すように、支持アーム部５の他端５ｔに取付けたポスト支持部７１と、このポスト支持部７１に設けた一又は二以上（例示は四つ）の支持ポスト７２…と、図２１に示すように、この支持ポスト７２…から各ティートカップＴｃ…の下部となる第一位置Ｘ１を支持することにより所定の水平方向位置及び高さに吊り下げる吊下部材７３…とを備えて構成する。
【0097】
ポスト支持部７１は、図２０に示すように、平面視を四つのティートカップＴｃ…の位置に対応させた形状に形成する。例示の場合、全体をＴ字形に形成し、Ｔ字の横方向の両端位置にそれぞれ支持ポスト７２，７２を配置するとともに、Ｔ字の縦方向の先端部に二つの支持ポスト７２，７２を配置する。
【0098】
一つの支持ポスト７２（他も同様）は、図２１に示すように、上面から直角方向の上方へ起立させ、上端に、紐等を用いた吊下部材７３（前記吊下部材４３と同じ）の上端側を固定すると共に、吊下部材７３の下端側を、ティートカップＴｃの下部となる第一位置Ｘ１に取付ける。例示は、バッファー３８との接続部分となる。このように構成すれば、一本の紐等の吊下部材７３により各ティートカップＴｃ…の下部となる第一位置Ｘ１を支持できるため、各ティートカップＴｃ…を所定の水平方向位置及び高さに位置決めすることができるとともに、全体の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【0099】
一方、ティートカップ規制部Ａ２は、図２０及び図２２に示すように、各ティートカップＴｃ…における第一位置Ｘ１よりも上方となる第二位置Ｘ２を支持し、かつワイヤ挿通部７５…を有する支持部材７６…と、任意のワイヤ挿通部７５に一端７７ｓを連結し、かつ他端７７ｔ側を他のワイヤ挿通部７５…に順次挿通させ、最後のワイヤ挿通部７５に他端７７ｔを連結した連結ワイヤ７７と、この連結ワイヤ７７の中間部に連結することにより、この連結ワイヤ７７を引張る主ワイヤ７８とを備えて構成する。
【0100】
この場合、第二位置Ｘ２は、図２２に示すように、ティートカップＴｃの上部寄りの位置を選定した。支持部材７６は、例示の場合、合成樹脂等より形成したリング部材を使用し、この支持部材７６に、図２０に示す孔部７６ｓを設け、この孔部７６ｓにリング７５ｒを取付けることにより、このリング７５ｒをワイヤ挿通部７５として利用した。この支持部材７６は、簡易的には紐等であってもよい。
【0101】
そして、金属素材等により形成した連結ワイヤ７７を用意し、例えば、図７に示した右側に設置したティートカップセッティング装置１の場合（図２０に示す位置関係と同じ）、右後位置のティートカップＴｃにおけるワイヤ挿通部７５（リング７５ｒ）に、連結ワイヤ７７の一端７７ｓを連結した後、左後位置のティートカップＴｃにおけるワイヤ挿通部７５に通し、この後、左前位置のティートカップＴｃにおけるワイヤ挿通部７５に通した後、右前位置のティートカップＴｃにおけるワイヤ挿通部７５に連結する。
【0102】
この際、図２０に示すように、連結ワイヤ７７の両端、即ち、右後位置の始端となる一端７７ｓと右前位置の終端となる他端７７ｔには、ボール状のストッパ８０，８０を取付ける。また、右後位置のワイヤ挿通部７５と左後位置のワイヤ挿通部７５間の連結ワイヤ７７の外周部には、硬質合成樹脂等により形成したパイプ部材８１を装着し、各ティートカップＴｃ…間の間隔を、所定の間隔に規制するとともに、右前位置のワイヤ挿通部７５と左前位置のワイヤ挿通部７５間の連結ワイヤ７７には、同様のパイプ部材８１を装着し、各ティートカップＴｃ…間の間隔を所定の間隔に規制する。
【0103】
これにより、連結ワイヤ７７を用いた場合であっても、各ティートカップＴｃ…間の間隔を規制することができるため、各ティートカップＴｃ…の位置決めを容易に行うことができる。なお、８２，８２は、ボール状のストッパを示す。これらのストッパ８０…，８２…は、後述する主ワイヤ７８を引張った際に、ワイヤ挿通部７５（リング７５ｒ）に当接して抜脱を阻止する機能を備える。
【0104】
さらに、左後位置のワイヤ挿通部７５と左前位置のワイヤ挿通部７５間の連結ワイヤ７７の外周部には柔軟性を有するチューブ部材７９を装着し、このチューブ部材７９の中間部に主ワイヤ７８を連結する。具体的には、主ワイヤ７８の一端にリング７８ｓを固定し、このリング７８ｓをチューブ部材７９上に装着する。
【0105】
このような第四変更例のように構成すれば、位置を固定した別途の規制手段を使用しないため、邪魔な存在となる規制手段を排除できる。この結果、各ティートカップＴｃ…の移動をスムーズに行うことができるとともに、乳頭Ｃｂ…への無用な接触等の悪影響を回避し、乳牛Ｃの保護を図ることができる。しかも、基本的には連結ワイヤ７７と主ワイヤ７８を利用したワイヤ部材の組合わせにより実施できるため、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【0106】
即ち、図２０に示すように、使用時には、中間部の両側に位置する一対のティートカップＴｃ，Ｔｃの間隔を規制できることに加え、図２３に示すように、各ティートカップＴｃ…を離脱させる際には、主ワイヤ７８を引張り、チューブ部材７９を湾曲又は折曲させれば、当該一対のティートカップＴｃ，Ｔｃ同士を接近させることができるため、全ティートカップＴｃ…の移動時におけるサイズをコンパクト化し、円滑に移動させることができる。
【0107】
よって、このような本実施形態に係る搾乳システムＭによれば、基本的な構成として、搾乳ユニットＵａに支持される垂直支持部２の下部に、一端５ｓを回動可能に配するとともに、水平方向Ｆｈに延出した支持アーム部５を備えるティートカップセット部６と、支持アーム部５の他端５ｔに、ティートカップＴｃ…を所定の高さに支持するティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４と、ティートカップセット部６を所定の角度に旋回可能にする操作機構部８とを有するティートカップ支持機構部７を備えるため、乳牛Ｃの乳頭Ｃｂ…にティートカップＴｃ…を装着する直前までのセッティング作業を容易かつ的確に行うことができる。これにより、搾乳開始までの時間短縮を図れるため、作業効率の向上、更には、これに伴う生産性向上を実現できるとともに、ティートカップＴｃ…の装着作業を含む作業者の大幅な労力軽減に寄与することができる。加えて、大掛かりな自動化システムの構築が不要になるため、大幅なコスト削減に寄与できるなど、コスト削減と労力削減の双方をバランスよく実現できる最適な搾乳システム（ティートカップセッティング装置１）として提供することができる。
【0108】
また、ティートカップ支持部Ａ１及びティートカップＴｃ…の横方向への変位を規制するティートカップ規制部Ａ２を備えることにより、乳頭Ｃｂ…に対する収容口Ｔｃｏ…を上向きにし、かつ所定位置Ｐｈから上方へ変位自在となる複数のティートカップＴｃ…を保持するティートカップ保持機能部１４を備えるため、ティートカップセット部６を回動させ、ティートカップ保持機能部１４を乳牛Ｃの下方となる目標位置へ移動させた際には、作業者は片手により各ティートカップＴｃ…を上方へ変位させるのみで乳頭Ｃｂ…への装着が可能になり、作業者の煩雑な作業が軽減され、ティートカップ装着作業の容易化及び迅速化を実現することができる。
【0109】
以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【0110】
例えば、搾乳ユニットＵａ…は自動で移動するタイプを例示したが手動で移動するタイプを排除するものではない。即ち、移動手段Ｆｍは、自動電動式，手動電動式又は手動式であるか否かは問わない。また、搾乳ユニットＵａ…ふは、二台の搾乳ユニットＵａ，Ｕｂを示したが、一台であってもよいし、二台以上の任意の台数を適用可能である。垂直支持シャフト部２ｓは、上シャフト部２ｕと下シャフト部２ｄを軸方向Ｆｓに連結支持部１１を介して連結した連結構造により構成した場合を示したが、その他、パイプ状の下シャフト部２ｄの内部に上シャフト部２ｕを挿入して構成したり、下シャフト部２ｄと上シャフト部２ｕを横方向に分離させて構成するなど、同様の機能を有する各種構造により置換可能である。高さ方向位置検出部４や横方向位置検出部９は、接触検出方式を例示したが、検出用横バー１２（１３）の先端に反射式光学センサを取付けるなどにより非接触検出方式を採用する場合を排除するものではない。さらに、吊下部材は、チェーン部材，紐部材，吊下金具等の同様の機能を有する各種同効部材により置換できるとともに、ワイヤは、チェーン部材や紐部材等の同様の機能を有する各種同効部材により置換できる。
【産業上の利用可能性】
【0111】
本発明に係る搾乳システムは、係留牛舎における各ストールに対して搾乳ユニットを移動させて搾乳を行う各種の搾乳システムに利用できる。
【符号の説明】
【0112】
１：ティートカップセッティング装置，２：垂直支持部，２ｓ：垂直支持シャフト部，５：支持アーム部，５ｓ：支持アーム部の一端，５ｔ：支持アーム部の他端，６：ティートカップセット部，７：ティートカップ支持機構部，８：操作機構部，１４：ティートカップ保持機能部，１７：ミルク集乳機能部，３６：支持体，３７…：リング部材，３８…：バッファー，３９：集乳部，４３…：吊下部材，４４…：ミルクチューブ，４４ｒ…：逆Ｕ形湾曲部，１００：係留牛舎，Ａ１：ティートカップ支持部，Ａ２：ティートカップ規制部，Ｍ：搾乳システム，Ｔｃ…：ティートカップ，Ｔｃｏ…：収容口，Ｔｃｅ…：乳出口，Ｃ：乳牛，Ｃｐ：乳牛の側面位置，Ｃｑ：乳牛の側面位置，Ｓｔ…：ストール，Ｒ：ガイドレール，Ｕａ…：搾乳ユニット，Ｆｈ：水平方向，Ｆｍ：移動手段，Ｐｈ：所定位置，Ｐｆ：他の部位，Ｐｄ：最下端位置，Ｐｃ：搾乳ポジション，７１：ポスト支持部，７２…：支持ポスト，７３…：吊下部材，７５…：ワイヤ挿通部，７６…：支持部材，７７ｓ：連結ワイヤの一端，７７ｔ：連結ワイヤの他端，７７：連結ワイヤ，７８：主ワイヤ，８１…：パイプ部材，７９：チューブ部材，Ｘ１：第一位置
Ｘ２：第二位置
Ｘ２：第二位置
【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16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】