特許 7316448 除骨装置および除骨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】除骨装置および除骨方法

(51)【国際特許分類】

   A22C 17/00 20060101AFI20230720BHJP

【ＦＩ】

A22C17/00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022512888

(86)(22)【出願日】2020-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2020014511

(87)【国際公開番号】W WO2021199140

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-06-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000148357

【氏名又は名称】株式会社前川製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100211122

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 卓也

(72)【発明者】

【氏名】谷口 輝

(72)【発明者】

【氏名】松本 浩輔

(72)【発明者】

【氏名】桜山 浩之

(72)【発明者】

【氏名】後藤 修

【審査官】木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第９１／０１１９１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２２Ｃ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

食肉ブロックから除骨すべき骨を取り除く除骨装置であって、
食肉ブロックを上流側から下流側へ移載する移載機構と、
第１把持部および第２把持部、および、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙を開閉する開閉アクチュエータを有し、前記食肉ブロック中の骨の一部が前記第１把持部および前記第２把持部の前記間隙に導入される把持機構と、
前記把持機構を移動させることにより、前記食肉ブロックから、前記把持機構により前記骨の一部が把持された前記骨を食肉ブロックから引き剥がす駆動機構とを具備し、
前記移載機構に沿って配置され、互いの間に間隙を空けて配置された第１ガイド部および第２ガイド部を有し、前記移載機構で搬送される前記食肉ブロック中の前記骨の一部を、前記間隙を通して前記第１把持部および前記第２把持部の前記間隙に案内するガイド機構を具備する除骨装置。

【請求項2】

前記駆動機構は、前記第１把持部および前記第２把持部よりも前記移載機構に近接して配置された押圧体、および、前記押圧体を前記移載機構へ接近させる押圧アクチュエータとを具備し、前記食肉ブロックから前記骨を引き剥がす際に、前記食肉ブロックを前記押圧体で押さえつける押圧機構を具備する請求項１に記載の除骨装置。

【請求項3】

前記駆動機構は、前記把持機構を前記移載機構の搬送面と垂直な方向へ移動させる垂直アクチュエータと、前記把持機構を前記移載機構の幅方向へ移動させる水平アクチュエータとを具備する請求項１または２に記載の除骨装置。

【請求項4】

前記駆動機構は、前記垂直アクチュエータおよび前記水平アクチュエータのそれぞれの移動速度を制御することにより、前記移載機構の搬送方向と直交する仮想面内における前記把持機構の移動軌跡を予めプログラムするためのコントローラを具備する請求項３に記載の除骨装置。

【請求項5】

前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整するガイド位置調整機構と、
前記第１把持部および前記第２把持部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整する把持位置調整機構とを具備する請求項１～４のいずれか１項に記載の除骨装置。

【請求項6】

前記第１ガイド部は、前記第２ガイド部よりも、前記移載機構に近い側に位置し、前記第１ガイド部の上流側の端部には、前記第２ガイド部よりも上流側に延長されたガイドバーが設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載の除骨装置。

【請求項7】

前記移載機構は、上流側から下流側へ向けて配列され、それぞれ独立動作可能とされた第１コンベア、第２コンベア、および第３コンベアを有し、
前記第１ガイド部および前記第２ガイド部は、前記第２コンベアに沿って配置されており、
前記第１把持部および前記第２把持部は、前記第３コンベアに沿って配置されている請求項１～６のいずれか１項に記載の除骨装置。

【請求項8】

前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の間隙の距離を調整するガイド間隙量調整機構と、
前記第１把持部および前記第２把持部の間隙の距離を調整する把持間隙量調整機構とを具備する請求項１～７のいずれか１項に記載の除骨装置。

【請求項9】

前記第１ガイド部と平行に配置された旋回軸と、前記旋回軸を中心として前記第２ガイド部を旋回可能に支持するアームとを有する第２ガイド旋回機構を具備する請求項１～８のいずれか１項に記載の除骨装置。

【請求項10】

食肉ブロックから除骨すべき骨を取り除く除骨装置であって、
食肉ブロックを上流側から下流側へ移載する移載機構と、
第１把持部および第２把持部、および、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙を開閉する開閉アクチュエータを有し、前記食肉ブロック中の骨の一部が前記第１把持部および前記第２把持部の前記間隙に導入される把持機構と、
前記把持機構を移動させることにより、前記食肉ブロックから、前記把持機構により前記骨の一部が把持された前記骨を食肉ブロックから引き剥がす駆動機構とを具備し、
前記駆動機構は、前記把持機構を前記移載機構の搬送面と垂直な方向へ移動させる垂直アクチュエータと、前記把持機構を前記移載機構の幅方向へ移動させる水平アクチュエータとを具備する除骨装置。

【請求項11】

食肉ブロックから除骨すべき骨を取り除く除骨方法であって、
食肉ブロックを移載する移載機構によって食肉ブロックを上流側から下流側へ搬送する工程と、
第１把持部および第２把持部の間隙に、食肉ブロック中の骨の一部を導入する工程と、
前記一部を前記間隙で把持した前記第１把持部および前記第２把持部を移動させることにより、前記食肉ブロックから前記骨を引き剥がす工程と、
前記移載機構で搬送される前記骨の一部を、前記移載機構に沿って配置された第１ガイド部および第２ガイド部の間隙を通して、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に案内する工程を具備する除骨方法。

【請求項12】

前記食肉ブロックは豚肩肉であり、前記骨は肩甲骨であり、前記一部は前記肩甲骨の骨頭または骨頭の直下部分である請求項１１に記載の除骨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、豚肉ブロックなどの食肉ブロックから、肩甲骨などの除骨すべき骨を取り除くための除骨装置および除骨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

豚肉ブロックなどの食肉ブロックから、肩甲骨などの除骨すべき骨を取り除く作業は、熟練を要するうえに重労働であるため、自動化が求められている。
特許文献１は従来の除骨装置の一例を示し、この除骨装置では、クランパーで豚肉ブロックを吊り下げて搬送しつつ、肩甲骨のくびれ部を門型チャックにより把持した後、肩甲骨を引き剥がしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特許第４３２７０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の装置を実現するには、前記クランパーに豚肉ブロックを吊り下げた状態で豚肉ブロックをＸ線撮影し、画像解析にて豚肉ブロック内の骨の位置を計測し、骨の位置に合わせて豚肉ブロックを折り曲げ、ロボットの先端に取り付けられたハンドツールを用いて肩甲骨を把持し、肩甲骨を豚肉ブロックから引き剥がす動作が必要であった。

【0005】

上記のように、特許文献１の装置では、姿勢の自由度が高い吊り下げた状態で豚肉ブロックの形状や骨の配置に対応して動作をコントロールする必要があるため、Ｘ線撮影による骨位置測定が必要であるが、豚肉ブロックの肉の付き具合によってはＸ線の透過が不十分となり、画像解析による骨位置測定が正確に行えない場合があった。

【0006】

また、豚肉ブロックの形状やサイズが通常と異なっていたり、肉が通常よりも柔らかい軟弱体の豚肉ブロックでは、骨の位置に合わせて豚肉ブロックを折り曲げる動作がうまく行えない、あるいは、肩甲骨の位置がずれてロボットのハンドツールが正確に把持できない場合があった。そのような場合、作業員が手動で機械各部を調整し、除骨動作が円滑に行われるように調整する手間がかかった。

【0007】

本発明は、食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行える除骨装置および除骨方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］ 本発明の一態様は、食肉ブロック（例えば豚腕肉ブロックなどの豚肉ブロック）から除骨すべき骨（把持すべき骨の一部として、例えばくびれ部や骨頭を有する骨、例えば肩甲骨）を取り除く除骨装置であって、
食肉ブロックを上流側から下流側へ移載する移載機構と、
第１把持部および第２把持部、および、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙を開閉する開閉アクチュエータを有し、前記食肉ブロック中の骨の一部が前記第１把持部および前記第２把持部の前記間隙に導入される把持機構と、
前記把持機構を移動させることにより、前記食肉ブロックから、前記把持機構により前記骨の一部が把持された前記骨を食肉ブロックから引き剥がす駆動機構とを具備し、
前記移載機構に沿って配置され、互いの間に間隙を空けて配置された第１ガイド部および第２ガイド部を有し、前記移載機構で搬送される前記食肉ブロック中の前記骨の一部を、前記間隙を通して前記第１把持部および前記第２把持部の前記間隙に案内するガイド機構を具備する。

【0009】

この除骨装置では、前記移載機構に食肉ブロックを載せて搬送することにより、この食肉ブロック中の骨の一部を、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に導入する。前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に前記一部が入ったら、前記駆動機構により、前記把持機構を移動させ、前記骨を食肉ブロックから引き剥がす。

【0010】

したがって、この除骨装置によれば、前記移載機構に食肉ブロックを載せて搬送することにより、前記一部が前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に安定して導入されるから、前記食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行える。前記把持機構の移動方向は、骨を食肉ブロックから引きはがせる方向であればどの方向でもよい。例えば、前記移載機構から離れる方向であってもよい。
また、前記移載機構に食肉ブロックを載せて、この食肉ブロック中の骨の一部を、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の間隙を通して配置すると、移載機構による搬送につれて、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の間隙を通して前記一部が案内されながら食肉ブロックが移動し、前記一部は前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に導入される。
したがって、この除骨装置によれば、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の案内によって、前記一部が前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に安定して導入されるから、前記食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、より一層、安定して除骨動作が行える。

【0011】

［２］ 前記［１］の装置において、前記駆動機構は、前記第１把持部および前記第２把持部よりも前記移載機構に近接して配置された押圧体、および、前記押圧体を前記移載機構へ接近させる押圧アクチュエータとを具備し、前記食肉ブロックから前記骨を引き剥がす際に、前記食肉ブロックを前記押圧体で押さえつける押圧機構を具備していてもよい。

【0012】

この場合、前記把持機構を前記駆動機構が動かして、前記食肉ブロックから前記骨を引き剥がす際に、前記食肉ブロックを前記押圧体で前記移載機構へ押さえつけるから、骨を引き剥がす際に食肉ブロックが持ち上がることがなく、安定した引き剥がし動作が行える利点を有する。また、前記押圧体で前記食肉ブロックを前記移載機構へ押さえつけることにより、前記食肉ブロックの位置や形状を規格化することもでき、この点からも処理の安定化に寄与する。

【0013】

［３］ 前記［１］または［２］の装置において、前記押圧体は、食肉ブロック内に残る骨の骨頭を押さえるものであってもよい。

【0014】

この場合には、硬い骨頭を押さえるから効果的に食肉ブロックの固定が行える。

【0016】

［４］ 前記［１］～［３］の装置において、前記駆動機構は、前記把持機構を前記移載機構の搬送面と垂直な方向へ移動させる垂直アクチュエータと、前記把持機構を前記移載機構の幅方向へ移動させる水平アクチュエータとを具備していてもよい。

【0017】

この場合、前記把持機構の動作は、前記垂直アクチュエータによる上昇と、前記水平アクチュエータによる前記移載機構の幅方向への水平動を合成した移動方向および移動速度となるので、前記骨と前記食肉ブロックの結合の特徴に合わせた効率的な骨の引き剥がし動作が可能となり、食肉が損傷したり、引き剥がし中に骨が折れたりすることなく、安定した処理が行える。

【0018】

［５］ 前記［４］の装置において、前記駆動機構は、前記垂直アクチュエータおよび前記水平アクチュエータのそれぞれの移動速度を制御することにより、前記移載機構の搬送方向と直交する仮想面内における前記把持機構の移動軌跡を予めプログラムするためのコントローラを具備していてもよい。

【0019】

この場合、前記コントローラによって、仮想面内における前記把持機構の移動軌跡および各位置での速度を予めプログラムすることが可能となるから、食肉ブロックの特徴に合わせて効率的な除骨処理が可能である。前記コントローラは、食肉ブロックの形状やサイズを入力する入力部を有し、この入力部からの信号に応じて前記移載機構の搬送方向と直交する仮想面内における前記把持機構の移動軌跡を変更してもよい。前記入力部からの信号は、移載機構で移送される食肉ブロックの形状やサイズを計測するセンサからの出力であってもよいし、作業員の判断で切り替えるスイッチ等により選択した信号であってもよい。

【0020】

［６］ 前記［１］～［５］の装置において、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整するガイド位置調整機構と、前記第１把持部および前記第２把持部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整する把持位置調整機構とを具備していてもよい。

【0021】

この場合、例えば食肉ブロックの形状やサイズが許容範囲を超えて異なる場合にも、ガイド位置調整機構によって前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整し、前記把持位置調整機構により前記第１把持部および前記第２把持部の前記移載機構からのそれぞれの高さを調整することができるから、さらに広い範囲において食肉ブロックの形状やサイズが異なる場合にも、安定した除骨作業が行える。

【0022】

［７］ 前記［１］～［６］の装置において、前記第１ガイド部は、前記第２ガイド部よりも、前記移載機構に近い側に位置し、前記第１ガイド部の上流側の端部には、前記第２ガイド部よりも上流側に延長されたガイドバーが設けられていてもよい。

【0023】

この場合、前記ガイドバーに骨の一部を載せることにより、骨の一部は前記ガイドバーに沿って滑り、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間隙に円滑に案内される。したがって、除骨作業がさらに円滑に行える利点を有する。

【0024】

［８］ 前記［１］～［７］の装置において、前記移載機構は、上流側から下流側へ向けて配列され、それぞれ独立動作可能とされた第１コンベア、第２コンベア、および第３コンベアを有し、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部は、前記第２コンベアに沿って配置されており、前記第１把持部および前記第２把持部は、前記第３コンベアに沿って配置されていてもよい。

【0025】

この場合、前記第１コンベアで食肉ブロックの搬送のタイミングを調整し、前記第２コンベアで前記第１ガイド部および前記第２ガイド部から前記第１把持部および前記第２把持部への受け渡しタイミングを調整し、前記第３コンベアで引き剥がし作業の位置とタイミングを調整することができ、各動作を最適なタイミングで調和させることが容易になる。

【0026】

［９］ 前記［１］～［８］の装置において、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の間隙の距離を調整するガイド間隙量調整機構と、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙の距離を調整する把持間隙量調整機構とを具備していてもよい。

【0027】

この場合、例えば食肉ブロックの骨の太さやサイズが許容範囲を超えて異なる場合にも、前記ガイド間隙量調整機構および／または前記把持間隙量調整機構を動作させて前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の間隙の距離および／または前記第１把持部および前記第２把持部の間隙の距離を調整することにより、さらに広い範囲において食肉ブロックの形状やサイズが異なる場合にも、安定した除骨作業が行える。

【0028】

［１０］ 前記［１］～［９］の装置において、前記第１ガイド部と平行に配置された旋回軸と、前記旋回軸を中心として前記第２ガイド部を旋回可能に支持するアームとを有する第２ガイド旋回機構を具備していてもよい。

【0029】

この場合、前記第２ガイド旋回機構により前記第２ガイド部を前記旋回軸を中心として旋回させることにより、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間を大きく開き、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0030】

［１１］ 本発明の他の態様に係る食肉ブロックから除骨すべき骨を取り除く除骨方法であって、
食肉ブロックを移載する移載機構によって食肉ブロックを上流側から下流側へ搬送する工程と、
第１把持部および第２把持部の間隙に、食肉ブロック中の骨の一部を導入する工程と、
前記一部を前記間隙で把持した前記第１把持部および前記第２把持部を移動させることにより、前記食肉ブロックから前記骨を引き剥がす工程とを具備する。

【0031】

この除骨方法では、前記移載機構に食肉ブロックを載せて搬送することにより、この食肉ブロック中の骨の一部を、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に導入する。前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に前記一部が入ったら、前記駆動機構により、前記把持機構を前記移載機構から離れる方向へ移動させ、前記骨を食肉ブロックから引き剥がす。

【0032】

したがって、この除骨方法によれば、前記移載機構に食肉ブロックを載せて搬送することにより、前記一部が前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に安定して導入されるから、前記食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行える。

【0033】

また、この方法は、前記移載機構で搬送される前記骨の一部を、前記移載機構に沿って配置された第１ガイド部および第２ガイド部の間隙を通して、前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に案内する工程を具備する。

【0034】

この方法によれば、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部の案内によって、前記一部が前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に安定して導入されるから、前記食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行える。

【0035】

［１２］ 上述した装置［１］～［１０］および方法［１１］において、前記食肉ブロックは豚肩肉の豚肉ブロックであってもよく、前記骨は肩甲骨であってもよく、前記一部は前記肩甲骨の骨頭の直下部分であってもよい。ただし、本発明は豚肩肉や豚肉ブロックに限定されず、他の動物の食肉ブロックであってもよい。また、骨は肩甲骨に限定されず端部に一部を有する骨であれば同様に適用可能である。
さらに、後述する実施形態のように、上述した装置［１］～［１０］、方法［１１］、および［１２］の構成は、相互に組み合わせることが可能である。

【発明の効果】

【0036】

本発明の除骨装置および除骨方法によれば、前記移載機構に食肉ブロックを載せて搬送することにより、前記一部が前記第１把持部および前記第２把持部の間隙に安定して導入されるから、前記食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行えるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の一実施形態に係る除骨装置の斜視図である。

【図2】同除骨装置のコンベア（移載機構）を示す斜視図である。

【図3】同除骨装置のガイド機構、把持機構、および駆動機構を示す正面図である。

【図4】同除骨装置のガイド機構を示す斜視図である。

【図5】同除骨装置のガイド機構を示す側面図である。

【図6】同除骨装置の把持機構および駆動機構を示す側面図である。

【図7】同除骨装置の把持機構および駆動機構を示す斜視図である。

【図8】同除骨装置の把持機構および駆動機構を示す斜視図である。

【図9】同除骨装置のガイド機構を開いた状態を示す側面図である。

【図10】同除骨装置のガイド機構により骨の一部として、例えばくびれ部を案内する状態を示す側面図である。

【図11】同除骨装置の把持機構によりくびれ部を把持した状態を示す側面図である。

【図12】同除骨装置の把持機構によりくびれ部を把持して食肉ブロックを押圧体で押さえた状態を示す側面図である。

【図13】同除骨装置の把持機構により肩甲骨を引き剥がした状態を示す側面図である。

【図14】同除骨装置の把持機構により肩甲骨を放した状態を示す側面図である。

【図15】同除骨装置が肩甲骨を引き剥がす際の、把持機構の移動軌跡の一例を示すグラフである。

【図16】同除骨装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図17】同除骨装置で除骨できる食肉ブロックの一例を示す平面図である。

【図18】同除骨装置で除骨できる食肉ブロックの一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この実施形態は、例えば図１７および図１８に示す食肉ブロックＢを処理する。この食肉ブロックＢは、豚屠体の背割り半截ブロックから、肩ロース部およびスペアリブを除去した豚肩肉ブロックであり、一端に腕部Ｂ１を有し、腕骨Ｂ２、上腕骨Ｂ３、および肩甲骨Ｂ４を含んでいる。肩甲骨Ｂ４は一端に膨らんだ骨頭Ｂ５を有し、他端は三角形状に広がっており、骨頭Ｂ５の直下が径の細いくびれ部Ｂ６である。本実施形態の除骨装置１は、骨の一部として、くびれ部Ｂ６を掴んで食肉ブロックＢから引き剥がすものであり、除骨装置１にかける前処理として、骨頭Ｂ５およびくびれ部Ｂ６の周囲Ｃをナイフで切って骨頭Ｂ５およびくびれ部Ｂ６を露出させておくことが必要である。ただし、本発明は豚肩肉や豚肉ブロックに限定されず、他の動物の食肉ブロックであってもよい。骨は肩甲骨に限定されず、他のいかなる骨でも同様に適用可能である。把持すべき骨の「一部」は、くびれ部や骨頭であってもよいし、骨の一端部や中央部であっても本発明の実施は可能である。

【0039】

図１は本発明の一実施形態に係る除骨装置１を示し、この除骨装置１は、直方体状をなすフレーム２と、それぞれ水平かつ一列に順に配置された第１コンベア４、第２コンベア６、および第３コンベア８とを有する。第１コンベア４、第２コンベア６、および第３コンベア８が、移載機構を構成している。第１コンベア４はフレーム２の外に配置され、第２コンベア６および第３コンベア８はフレーム２の内側に配置されている。第１コンベア４、第２コンベア６、および第３コンベア８は個別に動作可能であり、いずれも食肉ブロックを上流側（図１中右側）から下流側（図１中左側）へ搬送する。フレーム２の内側には、第２コンベア６の上方に、ガイド機構１０が配置され、第３コンベア８の上方に、肩甲骨Ｂ４を把持する把持機構１２が配置されている。フレーム２の上面には、把持機構１２を駆動する駆動機構１６が配置されている。以下、これらの構成を詳細に説明する。

【0040】

図２は、第１コンベア４、第２コンベア６、および第３コンベア８を示し、これらコンベアはいずれも、搬送方向に延びる複数の支持板１８と、ローラ２０、２２とを有している。ローラ２０、２２には、図示しない無端状のローラベルトが巻回され、このローラベルトを走行させる。ローラベルトは定期的に交換され、洗浄される。

【0041】

第１コンベア４の末端には距離センサ２４が設置され、第２コンベア６の先端には距離センサ２６が設置され、第２コンベア６の末端には一対の通過センサ２８が設置されている。第３コンベア８の先端には距離センサ３０が設置され、末端には距離センサ３２が設置されている。距離センサ２４，２６，３０，３２は直前を食肉ブロックＢが通過する際に、食肉ブロックＢとの距離を測定して、正常な姿勢で通過したことを検出する。通過センサ２８は、食肉ブロックＢの姿勢に拘わらず食肉ブロックＢの通過を検出する。いずれのセンサも図示しない制御盤に接続され、それらの信号が後述する動作制御に用いられている。第３コンベア８の側面には、ガイド１４が固定され、食肉ブロックＢから除去された肩甲骨Ｂ４を受け止めて図示しない容器に導く。

【0042】

図３はコンベヤ４，６，８と、ガイド機構１０と、把持機構１２との関係を示している。第２コンベア６の上方には、細長いレール状をなす第１ガイド部３４と第２ガイド部３６が、互いの長手方向をコンベア搬送方向と平行にして配置されている。第１ガイド部３４は、第２ガイド部３６よりも下側に位置する。第１ガイド部３４と第２ガイド部３６はほぼ同じ長さを有するが、第１ガイド部３４の上流側の先端には、ガイドバー３５が取り付けられている。ガイドバー３５は第１ガイド部３４の延長方向に延び、先端は安全のためループ状に丸められている。ガイドバー３５は、作業員がこのうえに食肉ブロックＢのくびれ部Ｂ６を載せて、くびれ部Ｂ６が第１ガイド部３４と第２ガイド部３６の間に円滑に導入されるように案内するものである。

【0043】

図５に示すように、第１ガイド部３４の下端部３４Ａと、第２ガイド部３６の下端部の間には、これらの全長に亘ってほぼ同一距離の間隙が空けられており、第２コンベア６で搬送される食肉ブロックＢ中の肩甲骨Ｂ４のくびれ部Ｂ６を挟んで、前記間隙を通して案内する。第１ガイド部３４と第２ガイド部３６の間隙は、くびれ部Ｂ６の太さよりも僅かに大きく、かつ、肩甲骨Ｂ４の骨頭Ｂ５の直径よりも小さく設定される。これにより、くびれ部Ｂ６が抜けることなく、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の全長に亘って滑らかに案内される。第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の下端は肉を傷つけないように丸められている。

【0044】

図５に示すように、第１ガイド部３４の下端部３４Ａは、第２ガイド部３６に近い方が下がるように傾斜しており、くびれ部Ｂ６の下面を支えるようになっている。第１ガイド部３４の上端は垂直に起立し、その前面に、水平な回動軸４６が軸回り回転可能に取り付けられている。回動軸４６には、複数のアーム５３を介して第２ガイド部３６が取り付けられており、回動軸４６が回動すると第２ガイド部３６が第１ガイド部３４に対して開閉する。アーム５３は、第２ガイド部３６の高さおよび角度を微調整する機能を有する。

【0045】

回動軸４６の端部にはレバー５０を介してハンドル４８が固定され、作業員がハンドル４８を動かすと、図９に示すように、第２ガイド部３６が跳ね上がった位置に移動し、かつ、跳ね上がった位置で固定可能となっている。このように第２ガイド部３６を跳ね上げた状態であれは、ガイド機構１０の洗浄が容易に行える利点を有する。

【0046】

図４に示すように、第１ガイド部３４の上端は、垂直に配置された昇降板３８に固定され、昇降板３８は、フレーム２に取り付けられた一対のリニアガイド４４を介して、昇降可能に支持されている。フレーム２の上に水平板４５が固定され、その上に昇降ユニット４０が設けられ、サーボモータ４２により昇降板３８を任意の位置まで昇降できるようになっている。サーボモータ４２は、図示しないスイッチおよび制御盤に接続され、作業員がスイッチを操作するか、制御盤がサーボモータ４２を動作させることにより、食肉ブロックＢの形状やサイズに合わせて、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の高さ位置が調整できる。

【0047】

図３に示すように、把持機構１２は、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の下流側に配置された、第１把持部５４および第２把持部５６、および、第１把持部５４および第２把持部５６の間隙を開閉する開閉アクチュエータ６４を有する。第１把持部５４および第２把持部５６は、その長手方向が第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の長手方向にほぼ一致し、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６により案内されたくびれ部Ｂ６を、第１把持部５４および第２把持部５６の間隙に円滑に受け入れる。第１把持部５４および第２把持部５６の下端は肉を傷つけないように断面が丸められている。

【0048】

図６に示すように、第１把持部５４の下端部５４Ａは、第２把持部５６に近い方が下がるように傾斜しており、くびれ部Ｂ６の下面を支えられるようになっている。第１把持部５４の上端は垂直に起立し、垂直に延びる昇降板６６に固定されている。昇降板６６は一対のリニアガイド７０を介してフレーム２に昇降可能に取り付けられている。

【0049】

図８に示すように、昇降板６６の下端部の全面には、水平な回動軸６０が軸回り回転可能に取り付けられている。回動軸６０の両端部には、一対のアーム６２を介して第２把持部５６が取り付けられており、回動軸６０が回動すると第２把持部５６が第１把持部５４に対して開閉する。アーム６２は、第２把持部５６の高さおよび角度を微調整する機能を有する。回動軸６０の中央には開閉アクチュエータ６４のシャフトが偏心して連結され、開閉アクチュエータ６４の本体は昇降板６６に固定されている。開閉アクチュエータ６４を作動させると回動軸６０が回動し、第２把持部５６が第１把持部５４に対して開閉する。第２把持部５６が閉じた位置では、第２把持部５６と第１把持部５４の間に、くびれ部Ｂ６が一定の力で弾力的に挟まれて、固定されるようになっている。開閉アクチュエータ６４は図示しない制御盤に接続されている。

【0050】

図３に示すように、フレーム２の上面には、水平フレーム７１が固定され、水平フレーム７１上にリニアガイド７４を介して、スライド台７２が水平に配置されて、スライド台７２は第３コンベア８の幅方向に移動可能にされている。スライド台７２の上には、サーボモータ６９を備えた垂直アクチュエータ６８が取り付けられ、そのシャフトが昇降板６６に連結されている。

【0051】

図７に示すように、スライド台７２には、サーボモータ７７を備えた水平アクチュエータ７６のシャフトが連結され、水平アクチュエータ７６は水平フレーム７１に固定されている。垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６はそれぞれ制御盤に接続され、垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６それぞれの移動速度を制御することにより、コンベアの搬送方向と直交する仮想面内における把持機構１２の移動軌跡および各点での速度を予めプログラムできるようになっている。

【0052】

図８に示すように、第１把持部５４の下端部５４Ａの下面に沿って、長細い板状の押圧体５８が配置されている。押圧体５８は下端部５４Ａの下面とほぼ平行に延びる形状を有し、第１把持部５４および第２把持部５６よりも上流側および下流側へ延長された長さを有する。押圧体５８の上流側の端部は、図３に示すように、第１ガイド部３４の下流側端部の下方にまで延びている。

【0053】

押圧体５８の両端はそれぞれ、昇降体７８の下端に連結され、昇降体７８は、フレーム２に固定された一対のリニアガイド８０により昇降可能に支持されている。昇降体７８には、サーボモータ８４で駆動される押圧機構８２のシャフトが連結され、押圧機構８２はフレーム２上に固定されている。サーボモータ８４を作動させると、押圧体５８は第１把持部５４の下端部５４Ａの下面に当接する位置から、第３コンベア８上に配置された食肉ブロックＢを第３コンベア８へ押さえつける位置までの間で昇降可能である。

【0054】

次に、除骨装置１を用いた除骨方法を説明する。この方法では、図１６のフローチャートに沿って、一つの食肉ブロックＢ毎に、工程Ｓ１から工程Ｓ９を繰り返すものであり、以下の動作は予め、前述した制御盤（図示略）にプログラムされ、除骨装置１は、工程Ｓ１および工程Ｓ２を除く工程Ｓ３から工程Ｓ９までを自動で行う。以下に、各工程を順に説明する。

【0055】

工程Ｓ１では、作業員が食肉ブロックＢに除骨装置１へ導入するための前処理を行う。図１７および図１８に示すように、豚屠体の背割り半截ブロックから肩ロース部およびスペアリブを除去した豚肩肉ブロックが素材として搬入される。作業員は、食肉ブロックＢの骨頭Ｂ５およびくびれ部Ｂ６の周囲Ｃをナイフで切って、骨頭Ｂ５およびくびれ部Ｂ６を軽く持ち上げて、食肉ブロックＢから露出させた状態とする。この作業は軽い力で行え、熟練も要さない。前処理した食肉ブロックＢを、腕部Ｂ１を除骨装置１の後方へ向けた状態で、第１コンベア４に次々と載せる。食肉ブロックＢは第１コンベア４により下流へ運ばれる。

【0056】

工程Ｓ２では、作業員が第１コンベア４の下流側に運ばれた食肉ブロックＢをつかみ、前処理によって食肉ブロックＢから露出しているくびれ部Ｂ６を、水平なガイドバー３５に載せる。すると、食肉ブロックＢは下流側へ運ばれるに伴い、図１０に示すように、くびれ部Ｂ６が第１ガイド部３４と第２ガイド部３６の間隙に滑り込む。この時、距離センサ２４および距離センサ２６が、食肉ブロックＢが正常な姿勢で案内されているかを確認し、食肉ブロックＢが搬送方向に対し斜めに傾くなどの姿勢異常を検出したら、第１コンベア４を停止する。

【0057】

工程Ｓ３では、距離センサ２４により食肉ブロックＢが正常な姿勢で運ばれてきたことを確認したら、第２コンベア６を作動させ、第１コンベア４よりも速い搬送速度で食肉ブロックＢを下流側へ搬送し、次の食肉ブロックＢとの間を切り離す。ここで食肉ブロックＢ間の距離を空けさせることにより、第１把持部５４と第２把持部５６によって一つずつのくびれ部Ｂ６を確実に把持できるようにする。

【0058】

工程Ｓ４では、通過センサ２８により、食肉ブロックＢが通過したことを確認したら、第３コンベア８を作動させる。すると、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６に沿って移動してきたくびれ部Ｂ６は、図１１に示すように、第１把持部５４と第２把持部５６の間隙に滑り込み、第１把持部５４と第２把持部５６にくびれ部Ｂ６が案内されながら、下流側へ移動する。距離センサ３０により食肉ブロックＢが正常な姿勢で通過したかを確認し、もしも食肉ブロックＢが搬送方向に対し斜めに傾くなどの姿勢異常を検出したら、第３コンベア８を停止する。異常がなければ、食肉ブロックＢを第１把持部５４の長手方向の中央まで移動し、そこで第３コンベア８を停止する。

【0059】

工程Ｓ５では、開閉アクチュエータ６４を作動させ、第２把持部５６を第１把持部５４に接近させて、くびれ部Ｂ６を第１把持部５４と第２把持部５６でしっかり把持して固定する。

【0060】

工程Ｓ６では、サーボモータ８４を動作させ、図１２に示すように、昇降体７８を降下させて、押圧体５８を下げ、押圧体５８で特に上腕骨Ｂ３の骨頭Ｂ７を押し下げて、食肉ブロックＢを第３コンベア８に押しつけて固定する。押圧体５８が骨頭Ｂ７を押し下げることにより、押圧体５８が肉に沈み込むことなく、効果的に食肉ブロックＢの固定が行える。

【0061】

工程Ｓ７では、垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６を動作させ、図１３に示すように、把持機構１２を上に引き上げると共にコンベア搬送方向と直交する方向へ移動させる。これにより、肩甲骨Ｂ４は食肉ブロックＢから引き剥がされて、持ち上げられる。この時、図１５に示すように、把持機構１２は垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６の各動作を合成した移動方向および移動速度で移動されることになるから、垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６の各動作を予め最適条件に設定することにより、肩甲骨Ｂ４と食肉ブロックＢの結合の特徴に合わせた効率的な骨の引き剥がし動作が可能となり、無理な方向への引き剥がしで食肉が損傷したり、引き剥がし中に骨が折れたりすることなく、安定した処理が行える。

【0062】

図１５は、本発明者らが種々の条件を試した中で、よい引き剥がし結果が得られた例における、垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６の動作条件を示すグラフである。但し、本発明がこの条件に限定されることはない。

【0063】

工程Ｓ８では、把持機構１２に吊された肩甲骨Ｂ４がガイド１４の上方まで来た時点で、開閉アクチュエータ６４を作動させて、図１４に示すように、第１把持部５４と第２把持部５６を開く。すると、くびれ部Ｂ６は解放されるから、肩甲骨Ｂ４がガイド１４（図１参照）内に落ちて、図示しない回収容器で回収される。

【0064】

工程Ｓ９では、押圧機構８２、垂直アクチュエータ６８および水平アクチュエータ７６を全て初期位置に戻し、第１把持部５４および第２把持部５６を元の位置に戻す。押圧体５８を持ち上げて食肉ブロックＢを解放し、第３コンベア８を作動させて食肉ブロックＢを次工程へ運び、１サイクルが終了する。

【0065】

以上説明したように、この除骨装置によれば、移載機構（第１コンベア４、第２コンベア６、および第３コンベア８）に食肉ブロックＢを載せて搬送することにより、この食肉ブロックＢ中の骨のくびれ部Ｂ６が第１把持部５４および第２把持部５６の間隙に安定して導入されるから、食肉ブロックＢの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行える。

【0066】

また、第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の案内によって、くびれ部Ｂ６が第１把持部５４および第２把持部５６の間隙に高い信頼性を以て安定して導入されるから、食肉ブロックＢの形状やサイズ、肉や骨の筋の柔らかさが異なっている場合にも、より一層安定して除骨動作を行うことができる。

【0067】

また、把持機構１２の動作は、垂直アクチュエータ６８による上昇と、水平アクチュエータ７６によるコンベア幅方向への水平動を合成した移動方向、移動速度、及び駆動トルクとなるので、肩甲骨Ｂ４と食肉ブロックＢの結合の特徴に合わせた効率的な骨の引き剥がし動作が可能となり、食肉が損傷したり、引き剥がし中に骨が折れたりすることなく、安定した処理が行える。

【0068】

また、制御盤（コントローラ）によって、仮想面内における把持機構１２の移動軌跡および各位置での速度を予めプログラムすることが可能であるから、食肉ブロックの特徴に合わせて効率的な除骨処理が可能である。前記制御盤は、食肉ブロックの形状やサイズを入力する入力部を有し、この入力部からの信号に応じて仮想面内における把持機構１２の移動軌跡を変更してもよい。前記入力部からの信号は、コンベアで移送される食肉ブロックの形状やサイズを計測するセンサからの出力であってもよいし、作業員の判断で切り替えるスイッチ等により選択した信号であってもよい。

【0069】

また、把持機構１２により肩甲骨Ｂ４を引き剥がす際に、食肉ブロックＢを押圧体５８で押さえつけるから、肩甲骨Ｂ４を引き剥がす際に食肉ブロックＢが持ち上がったり姿勢が変わることがなく、安定した引き剥がし動作が行える利点を有する。また、押圧体５８で骨頭Ｂ７を押さえつけることにより、効果的な押さえ込みが可能となる。

【0070】

また、例えば食肉ブロックの形状やサイズが許容範囲を超えて異なる場合にも、昇降ユニット４０によって第１ガイド部３４および第１ガイド部３４の高さを調整し、垂直アクチュエータ６８により第１把持部５４および第２把持部５６の高さを調整することができるから、広い範囲において食肉ブロックの形状やサイズが異なる場合にも、安定した除骨作業が行える。

【0071】

また、ガイドバー３５にくびれ部Ｂ６を載せることにより、くびれ部Ｂ６が第１ガイド部３４および第２ガイド部３６の間隙に円滑に案内されるから、除骨作業がさらに円滑に行えて、作業員の負担も小さい。

【0072】

また、第１コンベア４で食肉ブロックＢの搬送のタイミングを調整し、第２コンベア６でガイド機構１０から把持機構１２への受け渡しタイミングを調整し、第３コンベア８で引き剥がし作業の位置とタイミングを調整することができるから、各動作を最適なタイミングで調和させることが容易である。

【0073】

また、例えば食肉ブロックの骨の太さやサイズが許容範囲を超えて異なる場合にも、アーム５３の調整機構および／またはアーム６２の調整機構を調整して第１ガイド部３４と第２ガイド部３６の間隙量および／または第１把持部５４および第２把持部５６の間隙量を調整することにより、さらに広い範囲において食肉ブロックの形状やサイズが異なる場合にも、安定した除骨作業が行える。

【0074】

また、ハンドル４８の操作により、第２ガイド部３６を回動軸４６を中心として旋回させることにより、第１ガイド部３４と第２ガイド部３６の間を大きく開き、メンテナンスを容易に行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明の除骨装置および除骨方法によれば、食肉ブロックの形状やサイズ、柔らかさが異なっている場合にも、安定して除骨動作が行えるという優れた効果を奏するから、本発明は産業上の利用が可能である。

【符号の説明】

【0076】

１：除骨装置、２：フレーム、４：第１コンベア（移載機構の一部）、
６：第２コンベア（移載機構の一部）、８：第３コンベア（移載機構の一部）、
１０：ガイド機構、１２：把持機構、１４：ガイド、
１６：駆動機構、１８：支持板、２：フレーム、２０：ローラ、２２：ローラ、
２４：距離センサ、２６：距離センサ、２８：通過センサ、３０：距離センサ、
３２：距離センサ、３４：第１ガイド部、３４Ａ：下端部、３５：ガイドバー、
３６：第２ガイド部、３８：昇降板、４：第１コンベア、４０：昇降ユニット、
４２：サーボモータ、４４：リニアガイド、４５：水平板、４６：回動軸、
４８：ハンドル、５０：レバー、５２：連結部、５３：アーム、
５４：第１把持部、５４Ａ：下端部、５６：第２把持部、５８：押圧体、
６：第２コンベア、６０：回動軸、６２：アーム、６４：開閉アクチュエータ、
６６：昇降板、６８：垂直アクチュエータ、６９：サーボモータ、
７０：リニアガイド、７１：水平フレーム、７２：スライド台、
７４：リニアガイド、７６：水平アクチュエータ、７７：サーボモータ、
７８：昇降体、８：第３コンベア、８０：リニアガイド、８２：押圧機構、
８４：サーボモータ、Ｂ：食肉ブロック、Ｂ１：腕部、Ｂ２：腕骨、
Ｂ３：上腕骨、Ｂ４：肩甲骨、Ｂ５：骨頭、Ｂ６：くびれ部（把持すべき一部）、Ｂ７：骨頭。

【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】