(57)【要約】  食肉用家畜屠体のもも部位の脱骨工程で筋入れ工程を自動化し、肉歩留まりを向上させ、かつ作業効率を向上させ、もも部位の肉を傷付けずに分離して商品価値を維持することを目的としたものであり、脱骨工程８０、９０，１００の前段階で、先端に切断刃５１５を有する多軸多関節アーム５１，６１，７１を用いた食肉用家畜屠体のもも部位１に筋入れを行なう筋入れ方法において、筋入れ工程が、大腿骨３の周囲に存在するしんたま７ａとうちもも７ｂとを分離する第１筋入れ工程５０と、下腿骨２及びひざ関節５の周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程６０と、うちもも７ｂと大腿骨３との接合部分を切断してうちもも７ｂと大腿骨３とを分離する第３筋入れ工程７０と、からなり、該筋入れ工程を切断動作プログラム１２２に基づいて切断刃５１５を動作させる前記多軸多関節アームにより行なうと共に、第３筋入れ工程７０を第１筋入れ工程５０の後に行なうようにした。
2008136513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱骨工程の前段階で、先端に切断刃を有する多軸多関節アームを用いて食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ方法において、
筋入れ工程が、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程とを含む筋入れ工程であって、
第３筋入れ工程を第１筋入れ工程の後に行なうようにすることを特徴とする食肉用家畜屠体の筋入れ方法。
【請求項２】
多軸多関節アームによって駆動される切断刃の動作軌跡がプログラム制御され、該プログラム制御に基づいて各筋入れ工程の軌跡と各筋入れ工程の順序とが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の食肉用家畜屠体の筋入れ方法。
【請求項３】
もも部位を足首を介してクランプ装置に懸垂した状態で、切断刃を上方から下方に移動させて前記筋入れ工程を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の食肉用家畜屠体の筋入れ方法。
【請求項４】
もも部位の両端を揺動しないように固定し、切断刃をもも部位の長手方向両方向に動作させて前記筋入れ工程を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の食肉用家畜屠体の筋入れ方法。
【請求項５】
切断動作プログラムをもも部位の右脚・左脚の別又は全長に応じて複数種類用意し、前記筋入れ工程の前で、もも部位の右脚・左脚の判別又は全長計測を行ない、切断動作プログラムの中から該判別結果又は計測結果に最も合う切断動作プログラムを選定するようにしたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の食肉用家畜屠体の筋入れ方法。
【請求項６】
先端に切断刃を有する多軸多関節アームを備え、脱骨工程の前段階で食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ装置において、
もも部位の脱骨作業ラインに沿って、切断動作プログラムに基づいて切断刃を動作させる１台又は複数台の多軸多関節アームを配置し、
該脱骨作業ラインの脱骨工程の上流側で、該多軸多関節アームを用いて、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節の周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程と、からなる筋入れ工程を行なうように構成したことを特徴とする食肉用家畜屠体の筋入れ装置。
【請求項７】
切断刃と多軸多関節アーム間又は多軸多関節アームと該多軸多関節アームを駆動する駆動機構間に、切断刃の進行方向に対し交差する方向に自由度をもたせて切断刃を弾性的に支持すると共に、切断刃を揺動可能に支持する弾性支持機構を設け、
切断動作プログラムに基づく切断刃の動作軌跡に対するもも部位の固体差による筋入れ誤差を該弾性支持機構で補正して、切削刃をもも部位の骨の３次元表面に沿わせるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の食肉用家畜屠体の筋入れ装置。
【請求項８】
請求項１に記載された筋入れ工程を１台又は複数台の多軸多関節アームの駆動機構に実行させることを特徴とする筋入れ用切断動作プログラム。
【請求項９】
少なくとも３台の多軸多関節アームを設け、第１多軸多関節アームに第１筋入れ工程を実行させ、第２多軸多関節アームに第２筋入れ工程を実行させ、第１筋入れ工程の後で第３多軸多関節アームに第３筋入れ工程を実行させることを特徴とする請求項８に記載の筋入れ用切断動作プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食肉用家畜屠体のもも部位を脱骨する場合に、脱骨工程の前段階で行なわれる筋入れ工程を多軸多関節アームを使って自動化可能にした筋入れ方法及び装置、並びに該筋入れ装置に筋入れ動作を実行させる切断動作プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食肉用家畜屠体の解体脱骨作業は、重量物であるワークを取り扱うため、人手で行なうと重労働を余儀なくされていた。そのため、従来から自動化による省力化と、自動化した場合の肉歩留まりの向上が検討されてきた。
特許文献１には、豚もも部位の脱骨作業を半自動化した除骨機及び該除骨機を用いた除骨方法が開示されている。この除骨装置は、ワークの足首部を搬送チェーンに取り付けられて移動するクランパで懸垂して搬送しながら前処理工程、下腿骨除骨工程及び大腿骨除骨工程を行なうようにしたものである。【０００３】
即ち、ワークを宙吊りに懸垂した状態ですべての処理工程を行ない、ワークの自重の影響を最小限に抑えるようにし、かつまな板上での作業を排除してまな板からの細菌類の付着を防止した衛生的な除骨作業を行なえるようにするとともに、人手による作業を最初の前処理工程のみとし、その後の脱骨工程を自動化して、脱骨作業の能率化と労働の低減を図ったものである。【０００４】
前処理工程では、ワークをクランパで搬送しながら作業員がワークの腰骨に当る寛骨と仙尾骨を除去し、下腿骨及び大腿骨の筋入れ等を行なう。前処理後の自動化された工程では、各ステーションにおいてワークをクランパで宙吊り状態としながらミートセパレータで骨に付着した肉を引き剥しながらカッタ機構により下腿骨又は大腿骨の周回りに筋入れを行い、骨に付着した肉、筋、腱等の生体組織を切断し、徐々に肉の分離を行なっていく。
この筋入れは、該カッタ機構に対してワークを所定の角度で回転可能とし、骨の長手方向の所定位置で骨の周回りにカッタを入れ、生体組織を切断できるようにしている。【０００５】
特許文献２には、食鶏もも肉の脱骨工程で、脱骨工程の前断階で行なわれる筋入れ工程を自動化した筋入れ方法及び装置が開示されている。この筋入れ手段は、バッファコンベアの搬送軌道上に設けられた筋入れステーションに、食鶏もも肉の保持機構と筋入れ機構とを設け、該保持機構で食鶏もも肉を設定された姿勢に保持させた状態で、筋入れ機構により筋入れを行なうものである。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０６８１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４９００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された除骨機では、下腿骨及び大腿骨の筋入れ工程を人手に頼っており、自動化率はそれほど高くない。下腿骨又は大腿骨に沿ってこれらの長手方向に切断する筋入れは、肉の歩留まりを高くするために、切断刃を骨表面に倣わせる必要があり、かつ骨に刃を食い込ませないように切断刃を操作する必要がある。しかし、骨の形状が曲がりやねじれがある複雑な３次元曲面をしているため、筋入れの奥行きを適正にしながら骨の形状に沿って筋入れする作業を機械で自動化することは従来困難であった。【０００８】
特許文献２に開示された筋入れ手段は、筋入れ工程を自動化したものであるが、筋入れ機構に設けられた切断刃の向きが常に一定方向に向いているため、骨の複雑な３次元曲面に対応させるにはまだ改善の余地がある。また、食鶏もも肉を保持機構で筋入れ可能な姿勢に正確に固定する必要があるため、食鶏もも肉を筋入れに適した姿勢に保持する保持機構を必要とすると共に、姿勢保持のために時間を要する。
そのため、食鶏もも肉を保持機構に固定するために、食鶏もも肉の搬送を一旦停止せざるを得ない。【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、食肉用家畜屠体のもも部位に存在する骨の複雑な３次元曲面に対応して歩留まりを向上できる筋入れの自動化を可能にすると共に、脱骨処理ラインの高速化を可能とし、作業効率を向上させることを目的とする。
さらに、もも部位の肉を損傷させずに分離させることにより、分離したもも肉の商品価値を低下させない脱骨処理を可能とする筋入れを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、本発明の食肉用家畜屠体の筋入れ方法は、
脱骨工程の前段階で、先端に切断刃を有する多軸多関節アームを用いて食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ方法において、
筋入れ工程が、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程とを含む筋入れ工程であって、
第３筋入れ工程を第１筋入れ工程の後に行なうようにするものである。【００１１】
本発明方法では、先端に切断刃を有する多軸多関節アームを用いることにより、筋入れ工程を自動化可能にしたものである。多軸多関節アームを用いることにより、もも部位の骨表面の複雑な３次元曲面に切断刃を追従させることができ、これによって、骨に残留する肉量を減少させ、肉の歩留まりを高めることができる。
多軸多関節アームを用いることで、切断刃の動作軌跡を任意の動作軌跡に動作できるので、筋入れ時にもも部位の正確な姿勢保持を必要とせず、揺動を押える程度でよい。例えば、もも部位を搬送ラインに装着されたクランプ装置で懸垂した状態で筋入れが可能となる。そのため、姿勢保持のための時間を必要としないため、もも部位を搬送しながら脱骨処理することが可能になり、作業効率を向上できる。【００１２】
また、本発明方法の筋入れ工程では、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する筋入れを行ない、その後で、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離するようにしているので、しんたまとうちももを傷付けずに骨から分離できる。そのため、うちももとしんたまの商品価値を低下させない。【００１３】
本発明方法において、多軸多関節アームによって駆動される切断刃の動作軌跡をプログラム制御し、該プログラム制御に基づいて各筋入れ工程の軌跡と各筋入れ工程の順序とを設定するようにするとよい。３段階の筋入れ工程を骨表面に倣った筋入れを設定された手順で正確に行なうことができる。
また、切断刃の動作軌跡を事前にティーチングしておき、ティーチングした動作軌跡に従って切断刃を動作させるようにしてもよい。【００１４】
なお、本発明方法において、第１〜第３の筋入れ工程を１台の多軸多関節アームで行なってもよいし、複数台の多軸多関節アームで行なうようにしてもよい。例えば、第１〜第３の筋入れ工程を夫々３台の多軸多関節アームで行なうようにしてもよい。もも部位を搬送ラインで連続搬送しながら脱骨工程を実施する場合、第１〜第３の筋入れ工程を１台の多軸多関節アームで実施するより、搬送ラインに沿って並設した３台の多軸多関節アームで分担したほうがもも部位の搬送速度を増加できる。これによって、もも部位の脱骨効率を高めることが可能となる。【００１５】
本発明方法において、もも部位を足首を介してクランプ装置に懸垂した状態で、切断刃を上方から下方に移動させて筋入れ工程を行なうようにしてもよい。即ち、もも部位をクランプ装置で搬送することで、オペレータがもも部位も重量から開放される。また、もも部位の搬送ラインに沿って多軸多関節アームを配置し、もも部位を搬送しながら筋入れ工程を実施できる。もも部位を懸垂状態とすることで、もも部位も自重により姿勢を安定できる。これで脱骨処理が容易になると共に、クランプ装置の高さでもも部位の搬送中の高さを設定できるため、各処理ステーションでの機器類の配置をクランプ装置の高さを基準として配置し易くなる。
そして、筋入れ用の搬送ラインと後工程の脱骨用の搬送ラインと接続することにより、筋入れ工程を含めた脱骨工程を、連続した搬送ラインでもも部位を一定速度で停止させることなく搬送しながら脱骨処理することで、脱骨処理能力を高めることができる。【００１６】
また、本発明方法において、もも部位の両端を揺動しないように固定し、切断刃をもも部位の長手方向両方向に動作させて前記筋入れ工程を行なうようにしてもよい。もも部位の両端を固定することにより、切断刃を上下に連続的に移動させて筋入れを行なうことができる。従って、切断刃の動作軌跡を短縮でき、筋入れ工程に要する時間を短縮できる。
また、大腿骨頭の上部に筋が骨に硬く固着しており、大腿骨側から下腿骨側に向かって切断刃を動作させたほうがこの筋を骨から分離しやすい。このように、切断刃をもも部位の長手方向両方向に動作させることにより、骨に固着した生体組織を効率良く分離できる。【００１７】
また、本発明方法において、切断動作プログラムをもも部位の右脚・左脚の別又は全長に応じて複数種類用意し、前記筋入れ工程の前で、もも部位の右脚・左脚の判別又は全長計測を行ない、切断動作プログラムの中から該判別結果又は計測結果に最も合う切断動作プログラムを選定するようにするとよい。これによって、個々のもも部位に合った最適の切断動作プログラムで筋入れできる。従って、右脚・左脚の別又はワーク長の違いに左右されずに、肉歩留まりを高く維持できる。【００１８】
前記本発明方法を実施するための本発明の食肉用家畜屠体の筋入れ装置は、
先端に切断刃を有する多軸多関節アームを備え、脱骨工程の前段階で食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ装置において、
もも部位の脱骨作業ラインに沿って、切断動作プログラムに基づいて切断刃を動作させる１台又は複数台の多軸多関節アームを配置し、
該脱骨作業ラインの脱骨工程の上流側で、該多軸多関節アームを用いて、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節の周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程と、からなる筋入れ工程を行なうように構成したものである。【００１９】
本発明装置により、前記本発明方法の実施が可能になる。即ち、本発明装置では、もも部位の脱骨作業ラインに沿って１台又は複数台の多軸多関節アームを配置し、多軸多関節アームの先端に装着された切断刃を切断動作プログラムによって動作させて、前記第１〜第３筋入れ工程を行なうようにしたものである。
これによって、骨表面に沿って切断刃を動作させることができ、肉歩留まりの良い脱骨処理を可能とすると共に、しんたまとうちももを傷付けずに分離できる。【００２０】
本発明装置において、切断刃と多軸多関節アーム間又は多軸多関節アームと該多軸多関節アームを駆動する駆動機構間に、切断刃の進行方向に対し交差する方向に自由度をもたせて切断刃を弾性的に支持すると共に、切断刃を揺動可能に支持する弾性支持機構を設け、切断動作プログラムに基づく切断刃の動作軌跡に対するもも部位の固体差による筋入れ誤差を該弾性支持機構で補正して、切削刃をもも部位の骨の３次元表面に沿わせるように構成するとよい。【００２１】
前記弾性支持機構によって、もも部位の固体差による切断刃の動作軌跡の誤差を補正して、切断刃をもも部位の骨の３次元表面に沿わせることができる。そのため、もも部位に固体差がある場合でも、残留肉の少ない脱骨処理を可能とする。【００２２】
また、本発明の筋入れ用切断動作プログラムは、前記本発明方法の筋入れ工程を１台又は複数台の多軸多関節アームの駆動機構に実行させるものである。このプログラムにより、本発明方法の筋入れ工程を多軸多関節アームに実行させることができるため、前述の本発明方法の作用効果を実現できる。【００２３】
なお、本発明の筋入れ用切断動作プログラムは、１台の多軸多関節アームに第１〜第３筋入れ工程の全部を動作させるプログラムとしてもよく、あるいは、複数台の多軸多関節アームに第１〜第３筋入れ工程を分担させるようなプログラムとしてもよい。
例えば、もも部位の搬送ラインに沿って３台の多軸多関節アームを並べて配置し、第１〜第３筋入れ工程を夫々各多軸多関節アームに順々に実施させるようなプログラムとしてもよい。このように、３台の多軸多関節アームに筋入れの部位によって夫々機能分担させるプログラムとすることによって、筋入れ動作を迅速に且つ正確に行わせることが可能となり、歩留まりを向上させ、かつ筋入れ処理能力を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明方法によれば、脱骨工程の前段階で、先端に切断刃を有する多軸多関節アームを用いて食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ方法において、筋入れ工程が、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程とを含む筋入れ工程であって、第３筋入れ工程を第１筋入れ工程の後に行なうようにすることにより、もも部位筋入れ工程の自動化を可能にすると共に、切断刃を骨の複雑な３次元表面に倣わせることができ、これによって、オペレータの労働を軽減でき、筋入れ処理能力を向上できると共に、肉の歩留まりを向上できる。【００２５】
さらに、もも部位の大腿骨周辺の肉のうち、第１筋入れ工程で、最初にしんたまとうちももとを分離させ、その後、第３筋入れ工程で、うちももを骨から分離させるようにしているので、各部位の肉を損傷させずに分離でき、もも部位の分離した各部位の商品価値を低下させない脱骨処理を可能とする。【００２６】
また、本発明装置によれば、先端に切断刃を有する多軸多関節アームを備え、脱骨工程の前段階で食肉用家畜屠体のもも部位に長手方向に筋入れを行なう筋入れ装置において、
もも部位の脱骨作業ラインに沿って、切断動作プログラムに基づいて切断刃を動作させる１台又は複数台の多軸多関節アームを配置し、該脱骨作業ラインの脱骨工程の上流側で、該多軸多関節アームを用いて、大腿骨の周囲に存在するしんたまとうちももとを分離する第１筋入れ工程と、下腿骨及びひざ関節の周囲の生体組織を分離する第２筋入れ工程と、うちももと大腿骨との接合部分を切断してうちももと大腿骨とを分離する第３筋入れ工程と、からなる筋入れ工程を行なうように構成したことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。【００２７】
また、本発明の筋入れ用切断動作プログラムによれば、前記本発明方法の筋入れ工程を１台又は複数台の多軸多関節アームの駆動機構に実行させるようにしているので、多軸多関節アームの切断刃を骨の３次元曲面に追従できる切断動作を可能とし、これによって、もも部位の脱骨工程を自動化できると共に、もも部位に付着した肉の歩留まりを向上させ、かつ筋入れ処理能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る豚もも部位の脱骨装置の全体構成図である。豚もも部位の断面図である。
【図２】前記実施形態に係る豚もも部位の脱骨工程の全体構成図である。
【図３】前記実施形態で用いる筋入れ用多軸多関節アームのチャック部の構成図であり、（ａ）はチャック開状態を示し、（ｂ）はチャック閉状態を示す。
【図４】前記実施形態に係る脱骨装置の制御系のブロック線図である。
【図５】前記実施形態に係る脱骨装置の移し替え装置の構成図である。
【図６】前記実施形態に係る脱骨工程の載架工程を示す説明図である。
【図７】前記載架工程の載架手順を示す説明図である。
【図８】前記実施形態に係る脱骨装置の右脚・左脚判別装置に係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】前記実施形態に係る脱骨装置の右脚・左脚判別装置の駆動部の側面図である。
【図１０】前記実施形態に係る脱骨装置のワーク長検出装置の正面図である。
【図１１】前記ワーク長検出装置の平面図である。
【図１２】前記実施形態に係る脱骨装置の筋入れ用多軸多関節アームの正面図である。
【図１３】前記筋入れ用多軸多関節アームの平面図である。
【図１４】前記筋入れ用多軸多関節アームの側面図である。
【図１５】前記筋入れ用多軸多関節アームによる切断状況を示す説明図である。
【図１６】右脚豚もも部位を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１７】前記実施形態に係る脱骨装置の背面サポート機構の平面図である。
【図１８】前記実施形態に係る脱骨装置の正面及び背面サポート機構の正面図である。
【図１９】前記実施形態に係る第1筋入れ工程の筋入れ箇所を示す説明図であり、（ａ）は豚もも部位の正面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図２０】前記実施形態に係る第２筋入れ工程の筋入れ箇所を示す説明図であり、（ａ）は豚もも部位の正面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ線に沿う断面図、（ｃ）はＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図２１】前記実施形態に係る第３筋入れ工程の筋入れ箇所を示す説明図であり、（ａ）は豚もも部位の正面図、（ｂ）は（ａ）中のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図２２】図２１（ａ）中のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図２３】前記実施形態に係る脱骨装置の後筋入れ装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＩ部拡大図である。
【図２４】前記実施形態に係る脱骨工程の下腿骨分離工程を示す説明図である。
【図２５】前記下腿骨分離工程の第１段階で用いる揺動スクレーパ装置の平面図である。
【図２６】前記揺動スクレーパ装置の正面図である。
【図２７】前記揺動スクレーパ装置とワーク１との配置関係を示す説明図である。
【図２８】前記下腿骨分離工程の第２段階で用いるスクレーパ装置の平面図である。
【図２９】前記スクレーパ装置の正面図である。
【図３０】前記スクレーパ装置による肉引き剥し工程を示す説明図である。
【図３１】前記実施形態に係る脱骨装置の大腿骨部脱骨装置の側面図である。
【図３２】図３１中のＪ−Ｊ線に沿う矢視図である。
【図３３】図３１中のＫ−Ｋ線に沿う矢視図である。
【図３４】前記大腿骨部脱骨装置のチャッキング装置の平面図である。
【図３５】前記大腿骨部脱骨装置の一部拡大正面図である。
【図３６】前記大腿骨部脱骨装置による脱骨工程を順を追って示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。【００３０】
本発明を豚もも部位の脱骨装置に適用した一実施形態を図１〜図３６に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る脱骨装置の全体構成図であり、図２は該脱骨装置で実施する脱骨工程の全体構成図である。
図２において、豚もも部位（以下「ワーク」という）１は、足首側から下腿骨２、大腿骨３、寛骨４、及び大腿骨３のひざ関節部５付近の前側に位置するさら骨（膝蓋骨）６、及びこれらの骨を取り巻く肉部７とからなる。図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、下腿骨２を取り巻く肉部７は、ちまき７ｄとすね肉７ｅからなり、大腿骨３を取り巻く肉部７は、しんたま７ａ、うちもも７ｂ及びそともも７ｃから構成され、そともも７ｃの外側外周面に脂肪層１ａを有する。【００３１】
本実施形態では、まず、前処理ステーション２０で、オペレータによる手作業で寛骨４を除去する。次に、載架ステーション３０で、多軸多関節アーム３１を用いて、寛骨４が除去されたワーク１の足首部８を脱骨装置の搬送ラインに載架する。ワーク１を搬送ラインを構成する移動チェーン１２に装着されたクランパ１１に右脚又は左脚の区別なくランダムに懸垂する。この状態で、図１に示す、前筋入れステーション４０から骨排出ステーション１１０まで、自動化された各処理工程を実施する。【００３２】
図１において、移動チェーン１２は、水平方向に配置され、駆動装置１３によって一定速度で移動し、クランパ１１の巡回路を形成する。図５等に示すように、クランパ１１は、ワーク１の足首部８を挿入できる凹部を有し、移動チェーン１２に等間隔で装着されている。そして、移動チェーン１２によって形成される搬送路をワーク１を懸垂しながら水平方向に一定速度で移動する。なお、前筋入れステーション４０から後筋入れ筋入れステーション８０まで、ワーク１は、脂肪層側１ａを背面側（移動チェーン１２によって形成される巡回搬送路の内側）に向けて懸垂される。【００３３】
後述するように、載架ステーション３０で、右脚又は左脚の判別を行う。この判別結果に対応して、クランパ１１を回転させる機構と、クランパ１１を搬送方向ｂに傾動させる揺動支点１１ａ（図２６及び図３６等参照）とが設けられている。このクランパ回転機構は、第１筋入れステーション５０〜第３筋入れステーション７０で利用され、該傾動機構は、下腿骨分離ステーション９０での下腿骨からの肉引き剥し工程、及び大腿骨分離ステーション１００での大腿骨からの肉引き剥し工程に利用されている。【００３４】
前処理ステーション２０では、２列のベルトコンベア２１及び２２が並列に配置されている。ベルトコンベア２１及び２２は、矢印ａ方向に一定の低速度で動き、ここでオペレータＰが、前処理としてワーク１から寛骨４を除去する。
ベルトコンベア２１の下流側には、速度可変のベルトコンベア２３が連設され、ベルトコンベア２２の下流側にも、同様に速度可変のベルトコンベア２４が連設されている。ベルトコンベア２３及び２４の入口には、ワーク１の通過を検知するセンサ２５及び２６が設けられている。【００３５】
本実施形態の脱骨ラインでは、ベルトコンベア２３又は２４以降のラインは、敷居１４で囲まれた区域に配置される。オペレータＰは、寛骨４を除去したワーク１の足首部８を矢印ａ方向に向け、かつ脂肪層１ａを下側にしてベルトコンベア２１又は２２上に載置する。この場合、足首部８の向きは、ベルトコンベアの軸方向に正確に合わせる必要はなく、厳密性を要求されない。即ち、足首部８を矢印ａ方向と直交するベルトコンベア幅方向に対して矢印ａ方向側に向ければよい。【００３６】
ベルトコンベア２１又は２２上に置かれたワーク１は、ベルトコンベア２３又は２４に受け継がれて搬送される。ベルトコンベア２３及び２４の移動方向終端には、夫々Ｖ字形ガイド２７が設けられている。Ｖ字形ガイド２７は、ベルトコンベア２３又は２４の両側縁から中央に向けて矢印ａ方向に傾斜して配置された一対の長方形のガイド板２７ａ、２７ａで構成されている。ガイド板２７は、その面が上下方向に配置され、下辺がコンベア面との間に僅かな隙間をもってコンベア面と平行に配置されている。【００３７】
両ガイド板２７の間には、中央にワーク１の足首部８が通過可能な間隔ｓ１がもうけられている。寛骨４を除去されたワーク１がＶ字形ガイド２７に到達すると、ベルトコンベア２３又は２４の矢印ａ方向への動きにより、ワーク１がＶ字形ガイド２７の表面に押し付けられる。この押付力により、足首部８がＶ字形ガイド２７の表面を滑って間隔ｓ１に到達し、さらに、該間隔ｓ１を通過して前方に突き出される。この状態を図６に示す。【００３８】
ベルトコンベア２３又は２４の移動方向終端には、載架ステーション３０が設けられ、ここにワーク１を脱骨ラインに載架する６軸垂直多関節アーム３１が設けられている。図３に示すように、載架用アーム３１の先端には、エアチャック装置３１１が装着されている。エアチャック装置３１１は、互いに接近又は離隔する方向に移動自在な一対のチャック片３１２，３１２を備え、エアチャック装置３１１の内部に、エアシリンダを含む駆動装置３１４を内蔵している。駆動装置３１４によって、チャック片３１２，３１２を互いに接近又は離隔する方向に駆動する。【００３９】
チャック片３１２，３１２には、互いに対向する側にワーク１の足首部８を把持するための凹部３１３，３１３が設けられている。そして、Ｖ字形ガイド２７の隙間ｓ1から前方に突き出した足首部８をチャック片３１２，３１２で把持して持ち上げ、後述する移し替え装置３２に運ぶ。そして、ワーク１を移し替え装置３２を介してクランパ１１に懸垂する。【００４０】
なお、図４に示すように、本脱骨装置には、脱骨装置全体の稼動を制御するコントローラ１２０が設けられている。コントローラ１２０は、移動チェーン１２の速度や各処理ステーションの稼動、その他脱骨ライン全体の機器類を制御する。
コントローラ１２０には、載架用アーム３１の動作軌跡及び動作タイミング、並びにチャック片３１２，３１２の動作を制御する載架動作プログラム１２６が記憶されている。載架動作プログラム１２６に従う制御信号を、コントローラ１２０から載架用アーム３１の駆動装置３１５及びエアチャック装置３１１の駆動装置３１４に送信し、この制御信号に従って、載架用アーム３１及びチャック片３１２，３１２を作動させる。【００４１】
また、コントローラ１２０は、演算手段１２５を備えている。演算手段１２５は、センサ２５又は２６でワーク１の通過を検出したタイミングから、ベルトコンベア２３又は２４の最適な移動速度を演算し、これらベルトコンベアの速度を載架用アーム３１のワーク把持タイミングに合わせるように、ベルトコンベア２３又は２４の駆動装置２８又は２９を制御する。
即ち、載架用アーム３１でワーク１を把持する時に、ベルトコンベア２３又は２４のどちらかで、Ｖ字形ガイド２７の間隔ｓ１にワーク１の足首部８が存在するように、ベルトコンベア２３又は２４の移動速度を制御する。【００４２】
次に、移し替え装置３２の構成を図５に基づいて説明する。図５において、載架用アーム３１のチャック片３１２，３１２でワーク１の足首部８を把持し、ワーク１をクランプ台３２１に懸垂する。クランプ台３２１は、水平方向に配置された一対の板で構成され、該板の間に、ワーク１の足首部８の最細部を挿入でき、足首部８を懸垂可能な寸法を有する間隔ｓ３を有する。【００４３】
クランプ台３２１に足首部８が懸垂されたワーク１を、エアシリンダ３２２によって中継用クランプ台３２３の方向に押し出す。中継用クランプ台３２３は、クランプ台３２１と移動チェーン１２との間に水平に配置された一対の板からなり、該板間に間隔ｓ３と同一寸法の間隔ｓ４を有する。中継用クランプ台３２３は、図示しない駆動装置によりクランパ１１と同期して、クランパ１１と同一方向（搬送方向ｂ）に同一速度で移動される。【００４４】
中継用クランプ台３２３がクランパ１１と同期して移動している間に、中継用クランプ台３２３に設けられたエアシリンダ３２４によって、中継用クランプ台３２３に懸垂されたワーク１をクランパ１１に向かって押し出す。こうして、ワーク１はクランパ１１に設けられた間隔ｓ５に挿入され、クランパ１１に懸垂される。【００４５】
なお、図３（ｂ）に示すように、チャック片３１２，３１２が閉じたときの凹部３１３，３１３の寸法ｓ２と、クランプ台３２１の間隔ｓ３と、中継用クランプ台３２３の間隔ｓ４と、クランパ１１の間隔ｓ５とは、同一寸法に設定されている。ワーク１をクランパ１１に移し替えた後、移替えクランプ台３２３は、図示しない駆動装置によりクランプ台３２１に隣接する元の位置まで戻る。【００４６】
次に、図６及び図７により、ベルトコンベア２３又は２４上のワーク１を載架用アーム３１でクランプ台３２１に載架する手順を説明する。図６は、ベルトコンベア２３又は２４上でのワーク１の位置決め状況、及びクランプ台３２１、クランパ１１でのワーク１の懸垂状態を示し、図７（ａ）〜（ｃ）は、ワーク１をベルトコンベア２３又は２４上からクランプ台３２１に載架するまでの手順を示す。【００４７】
図７（ａ）に示すステップ１で、ワーク１をベルトコンベア２３又は２４上に位置決めし、Ｖ字形ガイド２７間の隙間ｓ１から突出させた足首部８に載架用アーム３１のチャック片３１２，３１２を当て、図７（ｂ）に示すステップ２で、足首部８をチャック片３１２，３１２で把持して持ち上げる。
次に、図７（ｃ）に示すステップ３で、載架用アーム３１で持ち上げたワーク１をクランプ台３２１間の間隔ｓ３に押し込み、クランプ台３２１に懸垂する。ワーク１をクランプ台３２１に懸垂した後、チャック片３１２，３１２を互いに離隔させて、ワーク１の把持を解除した後、載架用アーム３１を退避させる。【００４８】
図６に示すように、ワーク１の下腿骨２の形状は、最細部から足首部８の先端に向かって広がっていくテーパ状になっている。これを利用して、移し替え装置３２のクランプ台３２１又はクランパ１１に足首部８の最細部付近を挿入することにより、足首部８の先端部をクランプ台３２１又はクランパ１１に係止させて、ワーク１を懸垂できる。【００４９】
チャック片３１２，３１２や、クランプ台３２１、中継用クランプ台３２３又はクランパ１１にワーク１を懸垂させたときに、足首部８がこれらのクランプ装置に係止するクランプ位置ｉは、間隔ｓ２〜ｓ５の幅と足首部８のテーパ部の幅が合致した位置となる。間隔ｓ２〜ｓ５は同一寸法であるので、前記各種クランプ装置に足首部８が係止するクランプ位置ｉは同一位置となる。従って、載架用アーム３１からクランプ台３２１にワーク１を移し替えるとき、図７（ｃ）に示すように、チャック片３１２，３１２の動作軌跡をできるだけクランプ台３２１に近づけることにより、ワーク１の移し替えを円滑かつ確実に行なうことができる。【００５０】
一方、ベルトコンベア２３又は２４上のＶ字形ガイド２７でワーク１を位置決めしたとき、Ｖ字形ガイド２７の間隔ｓ１から突出する足首部８の位置は、ワーク１の固体差によってバラツキを生じる。即ち、図６に示すように、大きめのワーク１（Ｂ）と小さめのワーク１（Ｓ）とを位置決めした時では、Ｖ字形ガイド２７間の隙間ｓ１から突出する足首部８の長さが異なる。そのため、ワーク１（Ｂ）と小さめのワーク１（Ｓ）のクランプ位置ｉは、Ｖ字形ガイド２７からの突出位置でバラツキｊを生じる。【００５１】
本実施形態では、ベルトコンベア２３又は２４が搬送方向ａに移動する動きを利用して、足首部８をＶ字形ガイド２７の間隔ｓ１から突出させる突出力を生じさせ、この突出力によって、足首部８を間隔ｓ１から突出させる。これによって、足首部８を最細部よりもワーク本体寄りの部分まで間隔ｓ１から突出させることができるため、チャック位置をクランプ位置ｉのバラツキ範囲よりもワーク本体寄りに定めることができる。【００５２】
図３（ａ）に示すように、チャック片３１２，３１２の間隔を広げた状態で、チャック片３１２，３１２を前記バラツキ範囲よりワーク本体寄りに当てる。そして、チャック片３１２，３１２の間隔を狭めて足首部８を把持する。ワーク１を持ち上げると、ワーク１の重量がチャック片３１２，３１２に付加され、ワーク１が下方へ滑る。ワーク１が下方へ滑ると、骨の形状が足首先端側へ向かって広がっているので、クランプ位置ｉで止まる。【００５３】
チャック位置がクランプ位置ｉに接近すると同時に、載架動作プログラム１２６に基づくコントローラ１２０からの制御信号により、チャック片３１２，３１２の間隔を狭めるように制御する。ワーク１を把持して、ワーク１を起し始め、ワーク１の自重により、チャック位置がクランプ位置ｉに接近すると同時に、チャック片３１２，３１２の間隔を狭めるようにする。そして、載架用アーム３１でワーク１を持ち上げ、ワーク１の全自重がチャック片３１２，３１２に加わった時に、図３（ｂ）に示すように、足首部８がチャック片３１２，３１２の凹部３１３，３１３に嵌り込むと同時に、チャック片３１２，３１２の間隔を最も狭めるようにする。
この時に、ワーク１のチャック位置がクランプ位置ｉに到達する。このような動作手順を踏むことにより、載架用アーム３１のチャック片３１２，３１２でワーク１の足首部８を確実に把持し、ワーク１を脱落することなく、クランプ台３２１に載架できる。【００５４】
このように、載架ステーション３０において、載架用６軸多関節アーム３１及びチャック片３１２，３１２の動作をプログラム制御し、前処理後のワーク１をチャック片３１２，３１２で把持して、クランパ１１に懸垂させるようにしているので、ワーク１のクランパ１１への載架作業を自動化できる。なお、ベルトコンベア２３又は２４で移送された前処理後のワーク１をＶ字形ガイド２７の設置位置で一時停滞させて位置決めしているので、チャック片３１２，３１２をワーク１の足首部８に容易に合わせることができる。【００５５】
また、Ｖ字形ガイド２７間の間隔ｓ１から突き出した足首部８を矢印ａ方向へ移動するベルトコンベア２３又は２４の付勢力で該間隔ｓ１から押出すようにしているので、間隔ｓ１から足首部８を確実に突出させることができ、クランプ位置ｉのバラツキ範囲よりワーク本体寄りにチャック位置を定めることができる。
そして、ワーク１の引き上げに伴って、チャック片３１２，３１２に加わるワーク１の自重により、ワーク１をチャック片３１２，３１２から滑らせることにより、チャック位置をクランプ位置iに一致させることができる。この動作に同期させて、チャック片３１２，３１２間の間隔を狭めるようにプログラム制御しているので、ワーク１を凹部３１３に確実に把持し、足首部８の掴み損ねや足首部８の破損を防止できる。【００５６】
そして、チャック片３１２，３１２の動作軌跡をできるだけクランプ台３２１に近づけることにより、ワーク１の移し替えを円滑かつ確実に行なうことができる。
また、前処理ステーション２０では、ベルトコンベア２１又は２２を前処理用の台に兼用しているので、前処理ステーション２０の構成を簡素化できる。【００５７】
クランプ台３２１の両側には、ワーク１の右脚・左脚の別を判別する左右判別装置３３が配置されている。ワーク１をクランパ１１側に脂肪層１ａを向けてクランプ台３２１に懸垂した後、エアシリンダ３２２でクランパ１１側に押出す途中で、ワーク１を一旦クランプ台３２１途中の左右判別装置３３の前面で停止させる。そこでワーク１の右脚・左脚の別を判別する。以下、左右判別装置３３の構成を図８及び図９により説明する。【００５８】
図８において、左右判別装置３３の前面で停止したワーク１に対して、両側から夫々一対ずつの計測アーム３３１及び３３２をワーク１を挟む位置に接近させる。そして、一対の計測アーム３３１及び３３２を互いに接近させ、ワーク１を挟む。図９で計測アーム３３１又は３３２の駆動機構を説明する。図９において、計測アーム３３１（又は３３２）にはそれぞれ直角方向にラック３３３及び３３４が接続されている。そして、ラック３３３及び３３４はピニオン３３５に螺合している。【００５９】
計測アーム３３１（又は３３２）の一方は、エアシリンダ３３６のシリンダロッド３３７が取り付けられ、エアシリンダ３３６の駆動によって、計測アーム３３１（又は３３２）間の間隔α（又はβ）が調整されるように構成されている。ピニオン３３５にはエンコーダ３３８が取り付けられ、エンコーダ３３８でピニオン３３５の回転角又は回転数を検知する。エアシリンダ３３６は圧縮性流体である空気で駆動されるので、計測アーム３３１（又は３３２）がワーク１を挟み、ワーク１から所定の反力を受けた時点で、自動的に停止する。【００６０】
エンコーダ３３８の検知信号をコントローラ１２０に内蔵された左右判別手段１２１に送信し、左右判別手段１２１で、間隔α（又はβ）を演算する。ワーク１の厚さは、前処理ステーション２０で寛骨４を除去した関係で、左右で差が発生している。図８は右脚のワーク１（Ｒ）の例であり、間隔αと間隔βとを比較し、例えば、α＞βであるときは、ワーク１が右脚であり、α＜βであるときは左脚であると判定する。本実施形態では、右脚のワーク１を１（Ｒ）、左脚のワーク１を１（Ｌ）と表示する。  
かかる構成の左右判別装置３３によれば、左右判別装置３３の前面でワーク１が静止した状態で計測し、かつワーク１の左右両側の厚みの差で計測するので、正確な判別が可能になる。また、装置構成も計測アーム３３１、３３２などの簡単な装備で足りる。【００６１】
ワーク１の右脚・左脚の判別をした後、ワーク１をクランパ１１に載架する。クランパ１１は、駆動装置１３によって等速で矢印ｂ方向へ移動し、次に、前筋入れステーション４０に到達する。前筋入れステーション４０で、まず、ワーク１はワーク長検出装置４１の前面に到達する。以下、ワーク長検出装置４１の構成を図１０及び図１１に基づいて説明する。【００６２】
図１０及び図１１において、ワーク１の搬送ラインに対面して台座１４０が設けられている。台座１４０には、スイッチバー１４１ａと接点１４１ｂからなる近接スイッチ又はリミットスイッチ１４１（以下「スイッチ１４１」という。）が設けられている。スイッチバー１４１ａと台座１４０間には、コイルバネ１４２が介装され、スイッチバー１４１ａに他から力が付加されないときは、スイッチ１４１はオフとなっている。台座１４０が上昇し、スイッチバー１４１ａがワーク１に押されて接点１４１ｂに接近又は接触したとき、スイッチ１４１がオンとなって、その時の台座１４０の上昇量Ｘを計測可能に構成されている。【００６３】
また、図１１に示すように、台座１４０に２本の支柱１４３が立設され、四角形状に折り曲げ加工されたアーム１４４が支柱１４３に回動可能に軸支されている。アーム１４４の先端は、丸棒状の押し退けバー１４５を形成している。また、アーム１４４には、押し退けバー１４５と反対側にカウンタウエイト１４６が取り付けられている。このカウンタウエイト１４６により、アーム１４４に他から力が付加されないときは、略水平方向に向いている。図１１に示すように、アーム１４４の長さは、台座１４０の長さより大きいので、アーム１４４は台座１４０より下方に回動することができる。【００６４】
ワーク１は、寛骨４が除去されているため、下部が深くえぐれて大腿骨頭３ａが露出している。大腿骨頭３ａとワーク１の下端部１ｂとはそれほど離れておらず、アーム１４４がない場合、スイッチバー１４１ａがワーク１に接近すると、下端部１ｂに接触しやすく、そのため誤動作が生じやすい。ワーク長の検出は、まず、台座１４０を矢印ｋ方向に前進させ、アーム１４４の先端部（押し退けバー１４５）を大腿骨頭３ａより前方に位置させる。その後、台座１４０を矢印ｌ方向に上昇させる。【００６５】
図１０に示すように、台座１４０がワーク１に向かって前進かつ上昇すると、押し退けバー１４５がワーク１の下端部１ｂに当り、ワーク１を押し退けるため、スイッチバー１４１ａがワーク下端部１ｂに当ることはない。そして、アーム１４４自体もワーク１から反力を受けて下方に回動する。この時スイッチバー１４１ａが大腿骨頭３ａに当り、下方に押される。この状態を図１０（ｂ）に示す。
これによって、スイッチ１４１がオンとなり、このときの台座１４０の上昇量Ｘを計測する。クランパ１１の位置と移動前の台座１４０の位置の上下差Ｙは既知であり、この上下差Ｙから上昇量Ｘを減算することにより、クランパ１１のクランプ位置から大腿骨頭３ａまでの長さ、即ちワーク長Ｗを算出することができる。【００６６】
かかる構成のワーク長検出装置４１によれば、押し退けバー１４５がまずワーク１の下端部１ｂに当って、下端部１ｂを押し退けた後、スイッチバー１４１ａが大腿骨頭３ａに接近するようにしているので、スイッチバー１４１ａがワーク下部１ｂに当って誤動作するおそれがない。従って、スイッチバー１４１ａが確実に大腿骨頭３ａに接触できるので、ワーク長Ｗを確実且つ精度良く検出することができる。
ワーク長さ測定結果は、第１筋入れステーション５０〜第３筋入れステーション７０での切断動作プログラムの切り替え、後筋入れステーション８０で行なうさら骨側面カットの始点・終点の設定、及び大腿骨分離ステーション１００の大腿骨引き剥し工程の始点・終点の設定に用いる。【００６７】
次に、前筋入れステーション４０で、搬送ライン１２を挟んで水平方向に配置された一対の丸刃カッタ４２間にワーク１を通し、足首部（クランパ１１で懸垂された箇所直下の下腿骨部、図２中ラインｄの部分）を全周カットし、後工程での肉引き剥しを可能とする。ここでは、ワーク１を丸刃カッタ４２間を通す時、クランパ１１を回転させることにより、足首部８の全周カットを可能にする。また、丸刃カッタ４２がワーク１から所定以上の反力を受けたときに後退する逃げ機構を有している。これによって、ワーク１の足首部８の骨の切断を防止している。【００６８】
次に、ワーク１に長手方向の筋入れを実施する。筋入れ工程は、第１筋入れステーション５０、第２筋入れステーション６０及び第３筋入れステーション７０で、夫々３種の筋入れを行なう。各筋入れステーションには、夫々先端に切断刃をもつ同一構成の筋入れ用６軸垂直多関節アーム５１，６１及び７１が、搬送ライン１２に沿って並列に配置されている。これら筋入れ用アームの構成を、６軸多関節アーム５０を例に取って、図１２〜１４に基づいて説明する。【００６９】
図１２〜図１４において、腕５１２の先端部５１２ａにカットツール５１３が装着されている。カットツール５１３の構成は、基台５１６と、基台５１６に揺動可能に支持された揺動軸５１４と、揺動軸５１４に対して切断刃進行方向ｍに対して後退する方向にオフセットした位置に取り付けられたナイフ状の切断刃５１５とからなる。なお、切断刃５１５は鋭角のＶ字形断面をなし、両面で切断機能をもつ。
切断刃５１５の切り込み角度ｎを決定する揺動軸５１４を切断刃５１５よりも腕５１２側に位置させることにより、切断刃５１５の支持点が実際にワーク１との接触位置よりも切断刃進行方向ｍ側に先行する。かかる構成により、切断刃５１５を骨の表面に倣って移動させることができる。【００７０】
また、切断刃５１５が取り付けられた基台５１６は、スライド機構５１７により、腕５１２の軸方向及び切断刃進行方向ｍに対して直角方向ｐにスライド可能に構成されている。即ち、スライド機構５１７は、腕５１２の先端部５１２ａに対して切断刃進行方向ｍと直交する方向ｐに固定された基台５１８と、該基台５１８上に基台５１８に沿って取り付けられたリニアガイドレール５１９と、該リニアガイドレール５１９の上方で基台１５８に取り付けられたリニアガイドバー５２１とからなる。基台５１６は、リニアガイドレール５１９及びリニアガイドバー５２１に摺動自在に嵌合している。【００７１】
基台５１６の両側のリニアガイドバー５２１の周囲には、コイルバネ５２２が装着されて、基台５１６が、リニアガイドレール５１９及びリニアガイドバー５２１の中央に位置するようにコイルバネ５２２の弾性力が付勢されている。
このように、切断刃５１５は、切断刃進行方向ｍと直交する矢印ｐ方向に移動可能であるとともに、切断刃５１５の切り込み角度ｎを揺動軸５１４を中心に可変となるように構成された弾性支持機構５２３を介して腕５１２に取り付けられている。これによって、骨の太さ、長さのバラツキに対応して骨に当てる切断刃５１５の位置に柔軟性をもたせることができる。【００７２】
第１筋入れステーション５０で行なわれる筋入れは、カットツール５１３を動作させて、図２及び図１６（ｃ）のラインｅで示すように、ワーク１のひざ関節部５の上部から大腿骨３の下端までの筋入れを行なう。この場合、切断刃５１５の先端部を大腿骨３の表面に達して該表面に沿うようにし、切断刃５１５の中間部を、図１６（ｃ）に示すように、しんたま７ａとうちもも７ｂとの間の膜に沿うように動作させる。【００７３】
切断刃５１５が大腿表面より深く入りすぎると、肉部を傷付けてしまうので、筋入れ工程での切断刃５１５の動作は、図４に示すコントローラ１２０によって制御される。図４において、右脚又は左脚の別及びワーク長さの大、中、小から６種類の切断動作プログラム１２２がコントローラ１２０に記憶されている。【００７４】
載架ステーション３０の左右判別装置３３からエンコーダ３３８の検知信号をコントローラ１２０の左右判別手段１２１に入力し、左右判別手段１２１で右脚又は左脚の判別が行なわれる。また、前筋入れステーション４０のワーク長検出装置４１で検出した台座１４０の上昇量Ｘを演算手段１２４に入力し、演算手段１２４で、ワーク長Ｗを演算する。これら判別結果及び演算結果に基づき、使用プログラム選別手段１２３で、記憶された切断動作プログラム１２２の中から切断対象となるワーク１に最も合った切断動作プログラムを選出する。【００７５】
この選出された切断動作プログラムに従った制御信号をコントローラ１２０からカットツール駆動装置５１１に送信する。図１２に示すように、カットツール駆動装置５１１は筋入れ用アーム５１の基部５１０に設けられ、カットツール駆動装置５１１によってカットツール５１３を動作させる。第１筋入れステーション５０から第３筋入れステーション７０までの筋入れは、かかる構成を有する６軸多関節アーム５１，６１又は７１で行なわれる。【００７６】
このように、右脚・左脚の別及びワーク長に応じて切断刃５１５の動作軌跡を制御する切断動作プログラムを選定しているが、個々のワーク１の個体差に基づく誤差が生じることは免れない。この誤差を吸収するための微調整を、前記スライド機構３７による切断刃５１５の位置調整と揺動軸５１４による切断刃５１５の切り込み角度ｎの調整とからなる二自由度を可能にした弾性支持機構５２３が行なう。【００７７】
図１５で、切断刃５１５の切断動作を説明する。切断動作プログラムは、切断刃５１５の初期位置がワーク１の骨ｑの表面に当る位置に設定されている。そのため、図１５に示すように、切断動作プログラムにより切断刃５１５は、まず骨ｑに当る位置まで挿入される。このとき切断動作プログラムによる初期位置と実際の骨ｑの位置との個体差による誤差は、切断刃５１５が骨ｑの反力を受けて基台５１６がリニアガイドレール５１９上で矢印ｐ方向へ摺動することにより、その誤差を吸収する。【００７８】
腕５１２の先端部５１２ａが、この初期位置から、切断動作プログラムに従って切断刃進行方向ｍに移動すると、切断刃５１５は骨ｑの表面に倣って移動しながら骨ｑ表面の反力を受けて揺動軸５１４が回転する。これによって、切断刃５１５の切込み角度ｎが骨ｑの表面に倣う方向となる角度ｎ１に調整される。
このように、切断刃５１５は、スライド機構５１７によって切断動作プログラムに対するワーク１の個体差に起因した誤差を吸収して、骨ｑの表面に沿って進み、同時に、骨ｑから受ける反力により揺動軸５１４を中心に骨ｑの表面に沿う方向に従動回転することができる。揺動軸５１４は、切断刃５１５より腕先端部５１２ａ側に近い位置にあるので、切断刃５１５の骨表面に倣う従動回転を可能にする。【００７９】
従って、切断刃５１５は、骨ｑに食い込むことなく、また骨ｑの表面から離れることなく、骨ｑの表面に倣って移動することができる。このため骨ｑの表面に沿って骨ｑの長手方向に向かう切断動作を円滑に行なうことができ、また、骨ｑと肉ｒとの境界を正確に移動できるため、脱骨時の肉の歩留まりを向上させることができる。【００８０】
なお、第１筋入れステーション５０〜第３筋入れステーション７０では、筋入れ用アームの切断刃５１５をワーク１の切断箇所に到達しやすくするために、左右判別手段１２１の判別結果に基づき、クランパ駆動装置１５を作動させ、右脚ワーク１（Ｒ）の場合はワークを時計方向に約４５°回転させ、左脚ワーク１（Ｌ）の場合はワークを反時計方向に約４５°回転させて搬送している。【００８１】
次に、第２筋入れステーション６０では、下腿骨２の上部からちまき７ｄに入り、切断刃先端がさら骨６の側面を通り、ひざ関節部５の下側まで達する筋入れを行なう。この筋入れラインは、図２及び図１６（ｂ）、（ｃ）にｆで表される。筋入れラインｆは、図１６の（ｂ）と（ｃ）とで約９０度ずれているが、豚もも部位の骨が長手方向でねじれており、筋入れラインｆも骨の表面に沿ってねじれ面としている。
次に、第３筋入れステーション７０では、下腿骨２の上部からひざ関節部５の下側までの筋入れを行なう。この筋入れラインは、図２及び図１６の（ｂ）及び（ｃ）でｇで表される。【００８２】
なお、第１〜第３筋入れ筋入れステーションでは、夫々個別に筋入れ用アームを設置しているが、ワーク１の移動速度を遅く設定している場合は、１台の多軸多関節アームでこれら３工程の筋入れを兼用することもできる。【００８３】
次に、第１〜第３筋入れステーションにおける筋入れ時のワーク１の固定手段の構成を説明する。これら３筋入れステーションの固定手段は、同一構成をしているので、第１筋入れステーション５０を例に取って、図１、図１７及び１８により説明する。
図１において、ワーク１の搬送ラインを挟んで筋入れ用アーム５１に対面した位置にワーク１を背面（脂肪層１ａ側）から支持する背面サポート機構５３が設けられている。図１７及び図１８において、基部５３１と、基部５３１から両側に斜め前方に八の字状に延びる腕５３２とからなるサポート台５３０が移動チェーン１２に対面して設けられている。【００８４】
そして、サポート台５３０と一体のブラケット５４１が、ワーク１の搬送方向ｂに移動可能な移動台５３５に支持されている。移動台５３５は、搬送方向ｂと平行に設置した直動（ＬＭ）ガイド５３６に摺動可能に嵌合されており、筋入れ用アーム５１からの負荷に対してガタつくことなくスムーズにサポート台５３０を移動させることができる。移動台５３５には、エアシリンダ５４２が設けられ、エアシリンダ５４２のシリンダロッド５４２ａは、リンクバー５４３に接続されている。リンクバー５４３は、移動台５３５に固定された軸５４４に回動可能に軸支されている。【００８５】
リンクバー５４３の他端はブラケット５４１の中央部に連結され、ブラケット５４１の他端は、リンクバー５４５に連結されている。かかる構成により、サポート台５３０は、エアシリンダ５４２の作動により、クランパ１１に懸垂されたワーク１に対して矢印方向に接近又は退避可能になっている。【００８６】
次に図１により、移動台５３５の駆動機構を説明する。図１において、移動台５３５はタイミングベルト５３８に結合している。そして、サーボモータ５３９でタイミングベルト５３８を駆動（回転）させることで、移動台５３５をクランパ１１と同期させて搬送方向ｂに移動させることができる。【００８７】
筋入れ時に、移動台５３５は、クランパ１１と同期してクランパ１１と同一速度で搬送方向ｂに移動する。図１８（ａ）に示すように、筋入れしない時、サポート台５３０は、ワーク１から退避している。図１８（ｂ）に示すように、筋入れ時に、エアシリンダ５４２が作動して、サポート台５３０をクランパ１１に懸垂されたワーク１に接近させ、ワーク１を背面から支持する。第１〜第３筋入れステーションで、背面サポート機構５３が別々に設けられており、各筋入れステーションに設けられた背面サポート機構は、各筋入れステーションの終点位置でワーク１から離れると、エアシリンダ５４２が作動して、サポート台５３０後退させる。そして、該サーボモータの作動によりワーク１の搬送方向ｂと反対方向に戻り、始点位置に戻る。【００８８】
背面サポート機構５３では、筋入れ時に、ワーク１の背面をサポート台５３０の基部５３１で支持し、ワーク１の側面を腕５３２で支持固定するので、ワーク１に切断刃５１５による負荷が加わっても、ワーク１を固定することができる。また、ワーク１を斜めに傾斜させて固定することにより、切断刃５１５による筋入れ作業を容易にできる。
また、移動台５３５をサーボモータ５３９で駆動しているため、速度制御走行が可能になり、クランパ１１の任意の搬送速度に対応できると共に、広い設置スペースを必要としない利点がある。また、固定台５３０が始点位置に戻るときは、無負荷状態であるので、搬送速度の２〜３倍の速度で戻すことができる。このため、ワーク１の搬送速度の高速化に対応できる。【００８９】
上記した筋入れ工程を行なうに際して、コントローラ１２０には、複数の筋入れ用アームに、夫々機能分担させた筋入れの切断動作を行わせるための以下のプログラムが記憶されている。
図４に示すコントローラ１２０には、筋入れされるワーク１の左脚又は右脚の別及びワーク長に応じてカットツール（切断刃）の動きが切断動作プログラム１２２として予め複数設定されるとともに、筋入れの部位が２以上に区分され、該区分された筋入れの部位に応じてカットツールの動きが対応付けられており、複数の筋入れ用アームに対して夫々異なる筋入れ部位が特定されている。【００９０】
そして、コントローラ１２０にて、筋入れ用アームに特定された筋入れの部位に基づき、使用プログラム選別手段１２３にて該当するカットツール５１３の動きを選択し、該選択したカットツールの動きを制御するための制御信号を筋入れ用アームに送信することにより、複数の筋入れ用アームにて筋入れの一連の工程を行わせるようにしている。【００９１】
具体例として、本実施形態では、ワーク１の筋入れ部位を少なくとも３つに区分している。直列に配置された筋入れ用アーム５１，６１，７１において、第１の筋入れ用アーム５１に対しては、ワーク１の筋入れ部位のうちひざ関節部５の上部から大腿骨３の下端までの部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第１の筋入れ用アーム５１では、図１６（ｃ）のラインｅで示す筋入れカットを行なう。第２の筋入れ用アーム６１に対しては、下腿骨２の上部からひざ関節５の下側までの部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第２の筋入れ用アーム６１では、図１６（ｂ）、（ｃ）のラインｆで示す筋入れカットを行なう。【００９２】
第３の筋入れ用アーム７１に対しては、下腿骨２の上部からちまき７ａに入り、切断刃先端がさら骨６の側面を通り、ひざ関節部５の下側まで達する筋入れ部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第３の筋入れ用アーム７１では、図１６（ｂ）、（ｃ）に示すラインｇで示す筋入れカットを行なう。【００９３】
第１の筋入れ用アーム５１の切断動作を制御する時、ワーク１の左脚又は右脚の別及びワーク長、及び筋入れ用アーム５１に特定された筋入れ部位に基づいて、使用プログラム選別手段１２３により切断動作プログラム１２２から該当するプログラムが選択され、筋入れ用アーム５１のカットツール駆動装置５１１にカットツール５１３及び筋入れ用アーム５１の動作を制御するための制御信号が送信される。【００９４】
第２の筋入れ用アーム６１又は第３の筋入れ用アーム７１でも上記と同様に、ワーク１の左脚又は右脚の別、ワーク長及び筋入れ用アーム６１又は筋入れ用アーム７１に特定された部位に基づいて、使用プログラム選別手段１２３により切断動作プログラム１２２から該当するプログラムが選択され、筋入れ用アーム６１又は７１のカットツール駆動装置にカットツール及び筋入れ用アーム６１又は７１の動作を制御するための制御信号が送信される。【００９５】
このように、筋入れ用アーム５１，６１，７１に、筋入れの部位によって夫々機能分担させる上記プログラムをコントローラ１２０に実行させることにより、筋入れ動作を迅速に且つ正確に行わせることが可能となり、歩留まりを向上させ生産性を高めることが可能となる。
また、上記したように筋入れ部位を３つに区分することにより、ワーク１の切断動作を効率よく行うことが可能となり、且つ筋入れ後の肉の引き剥し工程にて引き剥し動作をスムーズに行うことができ、生産性をより向上させることが可能である。
尚、後述する後筋入れステーション８０での後筋入れ工程においても、本構成を適用してもよい。【００９６】
次に、第１〜第３筋入れ筋入れステーションでの筋入れ方法をさらに詳しく説明する。まず、図１９により、第１筋入れステーション５０での筋入れ方法を、右脚ワーク１（Ｒ）を例に取って説明する。図１９（ａ）は、図１６と同様に、前処理により寛骨４を除去された右脚ワーク１（Ｒ）の縦断面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う横断面図である。なお、図中、細かいハッチング部ｘは骨表面に沿う切断面を示し、荒いハッチング部ｙは、肉部７の切断面を示す。また、３ａａは大腿骨頭３ａのうちの大腿球であり、３ａｂは、大腿骨頭３ａのうちの大転子である。【００９７】
図２又は図１６に示す筋入れラインｅは、図１９に示す切断ラインｅ１及びｅ２で構成されている。図１９において、まず、切断ラインｅ１の筋入れを矢印方向に行なう。切断ラインｅ１は、次の切断ラインｅ２で、しんたま７ａとうちもも７ｂとの境界を切り開く際に、しんたま７ａの膜とうちもも７ｂの膜の間に切断刃５１５を入りやすくするためのきっかけをつくる役割をもつ。そのため、切断ラインｅ１を先に切断する。【００９８】
次に、切断ラインｅ２の切断を行なう。切断ラインｅ２は、下腿骨２の脛骨２ａに切り込み、脛骨２ａの角部の膜を切り離しながら、ひざ関節部５まで切り進む。切断ラインｅ１をきっかけとして、しんたま７ａとうちもも７ｂ間の境界の膜間に切断刃５１５を滑り込ませる。その際、切断刃５１５の先端は大腿骨３の表面を切断する。しんたま７ａとうちもも７ｂの境界は、切断刃５１５の中間部で切断する。そして、切断刃５１５で大腿球３ａａの直上まで切り進んだ後、大転子３ａｂの側面を切断し、大転子３ａｂの直下を切り抜いて切断ラインｅ２を終了する。【００９９】
次に、第２筋入れステーション６０での筋入れ方法を図２０に基づいて説明する。ここでも、右脚ワーク１（Ｒ）を用いた場合を示す。ここでの筋入れラインｆは、切断ラインｆ１及びｆ２からなる。まず、切断ラインｆ１に沿って筋入れを行なう。右脚ワーク１（Ｒ）の場合、切断ラインｆ１は、脛骨２ａの足首部８の側端部右側面に切込み始点ｆ１（ｓ）を定め、ここから切り込み、ひざ関節部５に向かって脛骨右側面に沿って脛骨２ａのひざ関節部５の側端部まで切り進む。その際の切込み深さは、図２０（ｂ）の斜線ｘ２で示すように、脛骨２ａの半分ほどの深さとして、脛骨角部のちまき肉７ｄの膜の骨に対する結合を切り離していく。【０１００】
図２０（ｂ）に示すように、切断ラインｆ１を切込み始点ｆ１（ｓ）からひざ関節部５付近に位置する切込み終点ｆ１（ｅ）まで伸ばす。このように、脛骨角部のちまき肉７ｄの膜結合を切り離せば、ちまき肉７ｄを容易に剥がすことができる。【０１０１】
次に、切断ラインｆ２の筋入れを行なう。切断ラインｆ２は、脛骨２ａの中間部を切込み始点ｆ２（ｓ）とし、脛骨２ａと腓骨２ｂ間に切断刃５１５を挿入する。そして、切断刃５１５を脛骨側面に沿って、ひざ関節部５側へ移動させ、図２０（ｃ）の斜線ｘ３に示すように、脛骨２ａと腓骨２ｂの結合部まで切り進む。さらに、腓骨２ｂの付け根部分を切り抜き、腓骨２ｂを脛骨２ａから分離する。これによって、ひざ関節部５に集中している筋をひざ関節部５から切断できる。【０１０２】
切断ラインｆ２は、さらに、ひざ関節部５を大腿骨３に沿って大腿球３ａａ側に切り進み、さら骨６の位置でさら骨側面に沿って切り抜く。
切断ラインｆ１及び切断ラインｆ２からなる筋入れによって、下腿骨２及びひざ関節部５に付着している肉、筋、腱等の生体組織の分離を容易にし、後工程の下腿骨分離ステーション９０及び大腿骨分離ステーション１００で行なわれる肉引き剥し工程で肉の分離を容易にすることができる。【０１０３】
第２筋入れステーション６０には、図１８に示すワーク押え機構５５が設けられている。ワーク押え機構５５は、固定フレーム５５１に取り付けられたエアシリンダ５５２と、Ｔ字形の押えバー５５３と、エアシリンダ５５２と押えバー５５３とを連結するリンクバー５５４とから構成されている。押えバー５５３とリンクバー５５４とは一体に連結され、これらの連結部が固定フレーム５５１に固設されたブラケット５５５に回動可能に軸支されている。リンクバー５５４の他端はエアシリンダ５５２のシリンダロッド５５２ａに連結されている。【０１０４】
切断ラインｆ２の網掛け部ｚ（図２０（ｃ））を筋入れする時は、ワーク押え機構５５を用いる。切断ラインｆ２のひざ関節部５及びさら骨６付近（網掛け部ｚ）を切断する時は、ワーク１の筋入れ用アーム６１側に向く正面に対して、ワーク１の裏側を切断することになるため、ワーク１が背面側から持ち上がる。ワーク１が持ち上がると、正確な切断ができなくなるため、押えバー５５３を用いる。即ち、図１８（ｂ）に示すように、エアシリンダ５５２を作動させて、押えバー５５３をワーク１の正面に当てる。【０１０５】
押えバー５５３でワーク１を正面側からサポート台５３０側に向かって押え付けることにより、ワーク１の浮き上がりを防止でき、正確な筋入れが可能になる。なお、ワーク押え機構５５は、他の筋入れ時には用いる必要がないので、非動作時には押えバー５５３を図１８（ａ）に示す位置に後退させておく。【０１０６】
次に、第３筋入れステーション７０での筋入れ方法を図２１及び図２２に基づいて説明する。図２１及び図２２において、この筋入れ工程での切断ラインｇは、脛骨２ａの足首側端部に切り込みを入れ、この切り込み位置を切込み始点ｇ（ｓ）とする。そして、ひざ関節部５に向かって脛骨側面に沿って大腿骨３側に切り進む。その際の切込み深さは、図２２（ｂ）の斜線ｘ４で示すように、脛骨２ａの半分ほどの深さとして、脛骨２ａと腓骨２ｂ間の肉を切らないようにする。（脛骨・腓骨間の肉を切ってしまうと、脛骨・腓骨間の肉がすね肉７ｅと分離し、後工程の肉引き剥し工程で、脛骨・腓骨間の肉が骨に残ってしまう。）【０１０７】
図２１（ｂ）の斜線ｘ４で示すように、ひざ関節部５では、切込み深さをひざ関節部５の骨幅すべてを切れる深さにし、ひざ関節部５の骨の表面形状に合わせた切断曲線を描いて切断する。図２２（ａ）に示すように、ひざ関節部５の表面は３の字のような曲線を描くが、この部分の３つのポイント５ａ、５ｂ、５ｃに筋肉が骨に結合する筋が多く存在するので、この部分で筋を確実に切るようにする。
次に、大腿球３ａａに向かって大腿骨３の側面に沿って切り進み、大腿球３ａａの上部を通って切り抜いて、切断ラインｇの切込み終点ｇ（ｅ）とする。【０１０８】
切断ラインｇは、必ず第1筋入れ工程の切断ラインｅの後に行なう必要がある。図２２（ｂ）に比較例として示すように、切断ラインｅを切断せずに切断ラインｇを切断すると、大腿骨側面を切断する際に、うちもも７ｂを分断してしまう。
そのため、本実施形態では、図２２（ａ）に示すように、まず、切断ラインｅを切断して、しんたま７ａとうちもも７ｂとの境界に存在する膜を切り開き、その後、切断ラインｉの切断を行なうようにする。この切断方法では、うちもも７ｂを分断することはない。【０１０９】
このように、本実施形態によれば、下腿骨分離ステーション９０及び大腿骨分離ステーション１００の前段階で、切断動作プログラムにより駆動される６軸多関節アーム５１，６１及び７１を用いて筋入れ工程を行なうので、筋入れ工程を自動化できる。また、ワーク１の骨の複雑な３次元曲面に対応した切断動作を行なうことができるので、骨に残留する肉を少なくし、肉の歩留まりを向上させることができる。【０１１０】
また、ワーク１の搬送ラインに沿って３台の６軸多関節アームを並設し、３段階の筋入れ工程を３台の６軸多関節アームに分担させているので、１台の多関節アームで全筋入れ工程を行なう場合よりも、個々の多関節アームの筋入れ時間を短縮できる。そのため、ワーク搬送ラインの速度を速めることができ、停止時間のないワーク１の連続搬送による脱骨処理を可能にし、ワーク１の脱骨効率を高めることができる。【０１１１】
また、脱骨工程の初期段階で、ワーク１の右脚・左脚の判別及びワーク長の計測を行ない、この判別・計測結果に対応させて６種類の切断動作プログラムの中から最も合う切断動作プログラムを選定し、この選定した切断動作プログラムにより６軸多関節アームを作動させているので、切断刃５１５の動作軌跡を個々のワーク１に高精度に適合したものとすることができる。【０１１２】
さらには、切断刃５１５を刃進行方向ｍと直角方向ｐに自由度をもたせて支持すると共に、切断刃５１５を揺動可能に支持する弾性支持機構５２３を備えているので、該弾性支持機構により、切断刃５１５の動作軌跡と個々のワーク１との固体差に基づく誤差を吸収することができる。そのため、切断刃５１５を正確に骨の表面に倣わせることができ、肉の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。【０１１３】
また、筋入れ工程を第１〜第３筋入れ筋入れステーション５０，６０，７０の順序で行なうことにより、即ち、切断ラインｇを切断ラインｅより後で行なうことにより、大腿骨周辺に存在するしんたま７ａ、うちもも７ｂ及びそともも７ｃを損傷させずに分離でき、これら肉の商品価値を低下させないで脱骨処理を行なうことができる。
また、前述した筋入れ工程（切断ラインｅ→切断ラインｆ→切断ラインｇ）を行なうことにより、後工程での脱骨処理を容易に行なうことができる。【０１１４】
次に、ワーク１を後筋入れステーション８０に搬送し、後筋入れ工程を行なう。ここでは、移動チェーン１２を挟んで、右脚用丸刃装置８１ａと左脚用丸刃装置８１ｂとが対向配置されている。ここでの筋入れ方法は、さら骨６の側面を丸刃カッタで長手方向に切断する。この筋入れラインは、図２及び図１６（ｃ）のｈで表される。この場合、図４に示すように、左右脚判別手段１２１の判別結果からカッタ切替駆動装置８３を作動させて、右脚用丸刃装置８１ａ又は左脚用丸刃装置８１ｂのどちらかを選択し駆動させる。【０１１５】
また、左右脚判別手段１２１の判別結果がクランパ駆動装置１５にも送信され、クランパ駆動装置１５の作動により、右脚ワーク１（Ｒ）の場合は、ワーク１（Ｒ）の正面が右脚用丸刃装置８１ａの方に向き、該右脚用丸刃装置８１ａで筋入れを行なう。左脚ワーク１（Ｌ）の場合は、ワーク１（Ｌ）の正面が左脚用丸刃装置８１ｂのほうに向き、該左脚用丸刃装置８１ｂで筋入れを行なうようにしている。ワーク１は、この向きのまま下腿骨分離ステーション９０及び大腿骨分離ステーション１００を通過するように構成されている。
これによって、後筋入れステーション８０、下腿骨分離ステーション９０及び大腿骨分離ステーション１００では、ワーク１が右脚又は左脚のどちらでも、常に搬送方向ｂの上流側にさら骨６が位置した状態で搬送される。【０１１６】
後筋入れステーション８０の筋入れ用丸刃装置８１ａ又は８１ｂによる筋入れ方法を図２３により説明する。図２３において、ワーク１の搬送ライン近傍に、支柱８１３とネジ棒８１４とが立設されている。丸刃カッタ８２２及び丸刃カッタ８２２の駆動装置を内蔵するケーシング８２１からなるカッタユニットは、該ケーシング８２１に一体に固設されたブラケット８２３に支持されている。【０１１７】
基台８２０にはエアシリンダ８２４が取り付けられ、エアシリンダ８２４のシリンダロッド８２４ａはブラケット８２３と連結され、この連結部にリンクバー８２５が軸８２６により回動可能に連結されている。リンクバー８２５は軸８２７により基台８２０に回動可能に取り付けられている。かかる構成により、カッタユニットは、エアシリンダ８２４の作動により、軸８２７を中心に回動し、カッタユニットの軸線ｔに直交する丸刃カッタ８２２のワーク１に対する刃角度を変更することができる。【０１１８】
基台８２０には、支柱８１３に沿って摺動可能な送り部８１６が一体に連結されている。送り部８１６には、メネジ孔をもつナット部８１７が一体に固設され、該ネジ棒８１４とナット部８１７とによりボールネジ機構を構成している。ネジ棒８１４の上端にはサーボモータ８１８が設置されている。
サーボモータ８１８が作動すると、一体となったナット部８１７、送り部８１６及び基台８２０が上下方向に移動する。【０１１９】
基台８２０の高さはサーボモータ８１８によってミリ単位で変更できる。丸刃カッタ８２２による切断開始高さ及び切断ストロークを、前述のワーク長検出装置４１で検出したワーク長に応じて変更するようにしている。このように、切断開始位置をミリ単位で調整でき、ワーク１の大きさに合った切断開始位置を選択できるので、丸刃カッタ８２２が骨に食い込まない。また、丸刃カッタ８２２の上下動をボールネジ機構で行なうので、丸刃カッタ８２２の下降速度が安定する。また、ワーク１の大きさに応じて切断終点を調整しているので、肉の歩留まりを向上できる。【０１２０】
また、図２３（ｂ）に示すように、丸刃カッタ８２２の下降と同期させて、エアシリンダ８２４を作動させ、丸刃カッタ８２２の軸線ｔをｔ１→ｔ３のように変更することにより、ワーク１に対する刃角度を変更し、さら骨６の側面に丸刃カッタ８２２の切断軌跡を追従させるようにしている。これによって、さら骨付近の肉の歩留まりを向上することができる。【０１２１】
次に、下腿骨分離ステーション９０で下腿骨部の肉引き剥し工程を行なう。この工程を右脚ワーク１（Ｒ）の場合を例にとって、模式図２４により説明する。なお、後筋入れステーション８０で、右脚ワーク１（Ｒ）は右脚用丸刃装置８１ａ側へ正面を向け、左脚ワーク１（Ｌ）の場合は、左脚用丸刃装置８１ｂ側へ正面を向けて、後筋入れ工程を行なっており、ワーク１はそのままの向きで下腿骨分離ステーション９０へ搬送される。【０１２２】
下腿骨分離ステーション９０では、2段階のスクレーパによる肉引き剥しが行なわれる。図２４において、まず、脛骨２ａと腓骨２ｂとの間に挿入可能な鎌状の骨間挿入部９１２をもつ骨間スクレーパ９１１がワーク１（Ｒ）の搬送路に前進して、該骨間挿入部９１２が脛骨２ａと腓骨２ｂとの間に挿入される。その後、ワーク１（Ｒ）の移動に伴って、ワーク１が斜め方向に引き上げられ、下腿骨部の肉引き剥しが行なわれる。
次に、スクレーパ９３１と揺動スクレーパ９３２とが、骨間スクレーパ９１１とは反対側からワーク１の搬送ライン１２に前進して、図示のようにワーク１（Ｒ）に当接される。【０１２３】
その後、ワーク１（Ｒ）の移動に伴って、ワーク１（Ｒ）が斜め方向に引き上げられ、スクレーパ９３１及び揺動スクレーパ９３２により、下腿骨部の肉引き剥しが行なわれる。なお、板状の揺動スクレーパ９３２は支軸９３２ａを中心として上下方向に回動するとともに、図示しないバネにより下方に向う弾性力が付加される。【０１２４】
第1段階では、脛骨２ａの裏側面（図２４中、uの部分）に骨間スクレーパ９１１を当てて、この部分の肉引き剥しを確実に行ない、第２段階では、腓骨２ｂの外側面（図２４中、ｖの部分）にスクレーパ９３１及び揺動スクレーパ９３２を当てて、この部分の肉引き剥しを確実に行なうようにしている。このように、２段階の肉引き剥し工程で、肉の歩留まりを向上できる。【０１２５】
図１に示すように、下腿骨分離ステーション９０では、右脚用引き剥がし装置９１ａ及び９３ａと左脚用引き剥がし装置９１ｂ及び９３ｂが搬送ライン１２を挟んで対面して配置されている。右脚ワーク１（Ｒ）の場合は、第1右脚用引き剥がし装置９１ａと第２右脚用引き剥がし装置９３ａとで下腿骨部の肉引き剥し工程を行なう。左脚ワーク１（Ｌ）の場合は、第1左脚用引き剥がし装置９１ｂと第２左脚用引き剥がし装置９３ｂとで肉引き剥し工程を行なう。即ち、左右判別手段１２１の判別結果がスクレーパ切替駆動装置９２に送られ、スクレーパ切替駆動装置９２によって、右脚用引き剥がし装置又は左脚用引き剥がし装置への切替えを行なう。次に、第1引き剥がし装置９１の構成を、右脚用を例に取って図２５〜２７により説明する。【０１２６】
図２５及び図２６は、第1右脚用引き剥がし装置９１ａを示し、図示しない第1左脚用引き剥がし装置９１ｂは、搬送ライン１２を中心として第1右脚用引き剥がし装置９１ａと左右対称に配置される。図２５及び図２６において、板状の骨間スクレーパ９１１は、脛骨２ａと腓骨２ｂとの間に挿入可能な鎌状の骨間挿入部９１２をもち、基台９１０に対して、垂直軸９１３を中心として揺動可能に取り付けられている。骨間スクレーパ９１１と基台９１０との間には、骨間スクレーパ９１１を弾性的に支持して前記揺動を可能にするコイルバネ９１４が装着されている。【０１２７】
基台９１０は、フレーム９２０に設けられた案内レール９２１に対して摺動可能に嵌合したスライダ９１５を備え、これによって、搬送ライン１２に対して進退する方向に往復動可能になっている。また、フレーム９２０に取り付けられたエアシリンダ９２３のシリンダロッド９２３ａが基台９１０に接続されている。
また、フレーム９２０は、上下方向に立設された支柱９２２の案内レール９２４に摺動可能に嵌合するスライダ９２５を備え、これによって、エアシリンダ９２６の作動により上下方向に移動可能になっている。【０１２８】
また、骨間スクレーパ９１１及びコイルバネ９１４を含むスクレーパユニット９１６は、基台９１０に対して水平軸９１７によって回動可能に装着されている。そして、基台９１０に、スクレーパユニット９１６を水平に保持する力を付与するエアシリンダ９１８が設けられている。【０１２９】
かかる構成により、右脚ワーク１（Ｒ）が第1右脚用引き剥がし装置９１ａに接近した時に、エアシリンダ９２３が作動して基台９１０が搬送ライン１２に向かって押出され、骨間スクレーパ９１１が搬送ライン１２に位置する。骨間スクレーパ９１１はエアシリンダ９１８により水平状態を保持し、ワーク１が骨間スクレーパ９１１に到達すると、骨間スクレーパ９１１が脛骨２ａと腓骨２ｂ間に挿入される。クランパ１１の搬送方向ｂへの移動によって、骨間スクレーパ９１１による肉引き剥しが始まり、同時に、エアシリンダ９２６によりフレーム９２０を下降させることにより、肉引き剥しを行なう。骨間スクレーパ９１１によって、脛骨２ａと腓骨２ｂ間、特に図２４のu部分の肉を引き剥がす。【０１３０】
骨間スクレーパ９１１に閾値より過剰な負荷が加わった時に、骨間スクレーパ９１１を揺動させワーク１から離れるようにエアシリンダ９１８の空気圧を調整しておく。また、引き剥がし終了のタイミングは、ワーク長検出装置４１の計測結果からクランパ１１の搬送位置を算出することで分かるので、「引き剥がし終了位置＋α」のタイミングで、エアシリンダ９１８のシリンダロッドを前進させるように設定しておく。エアシリンダ９１８をこのタイミングで前進させることにより、万が一、骨間スクレーパ９１１が脛骨・腓骨間に挟まっていても、エアシリンダ９１８の作動により、脛骨・腓骨間から骨間スクレーパ９１１を抜くことができる。【０１３１】
図２７において、（ａ）は、クランパ１１の凹部の中で余裕があり、脛骨２ａとクランパ１１の凹部との間に隙間ｓ６がある場合を示す。（ｂ）は、脛骨２ａの幅が広く、骨間挿入部９１２の先端が脛骨２ａと腓骨２ｂ間から微妙にずれた場合を示す。（ｃ）は、骨間挿入部９１２の先端が脛骨２ａと腓骨２ｂ間にある場合を示す。本実施形態では、コイルバネ９１４の弾性力で、骨間スクレーパ９１１を弾性的に支持しているので、これらいずれの場合でも、骨間挿入部９１２と脛骨２ａとのズレを吸収して、骨間挿入部９１２を脛骨２ａと腓骨２ｂ間に挿入でき、肉引き剥し動作を確実に行なうことができる。【０１３２】
次に、第２右脚用引き剥がし装置９３ａの構成を図２８〜図３０により説明する。図２８及び図２９において、板状のスクレーパ９３１が搬送ライン１２に対面する位置で基台９３０に対して固設されている。スクレーパ９３１には、板状の揺動スクレーパ９３２が水平軸９３３を介して上下方向に揺動可能に装着されている。揺動スクレーパ９３２とスクレーパ９３１との間にはコイルバネ９４７が介装され、揺動スクレーパ９３２は、該コイルバネ９４７の弾性力によって、下方に向う弾性力を付与されている。基台９３０のスライダ９３４が、フレーム９４０の案内レール９４１に摺動可能に嵌合している。【０１３３】
また、フレーム９４０に取り付けられたエアシリンダ９４２のシリンダロッド９４２ａが基台９３０に接続されている。これによって、基台９３０は、搬送ライン１２に対して進退可能に構成されている。また、支柱９４３が垂直に立設され、フレーム９４０のスライダ９４４が支柱９４３の案内レール９４５に摺動可能に嵌合されている。また、フレーム９４０を案内レール９４５に沿って上下動させるエアシリンダ９４６が設けられ、これによって、フレーム９４０は、上下方向に移動可能に構成されている。【０１３４】
かかる構成によって、第1右脚用引き剥がし装置９１ａでの肉引き剥し工程を終えた右脚ワーク１（Ｒ）に対して、基台９３０を前進させ、スクレーパ９３１及び揺動スクレーパ９３２を右脚ワーク１（Ｒ）に当てる。クランパ１１は一定速度で搬送方向ｂへ移動しているので、右脚ワーク１（Ｒ）はクランパ１１に引っ張られ、前記スクレーパによる肉引き剥しが始まる。同時に、エアシリンダ９４６が作動してフレーム９４０を下降させるので、図３０に示すように、右脚ワーク１（Ｒ）の搬送距離が短いうちに肉引き剥しを終了できる。【０１３５】
下腿骨分離ステーション９０においては、ワーク１を搬送しながら、各スクレーパに対して斜め方向に引っ張るようにして肉引き剥しを行なうので、ワーク１を停止させることなく引き剥がしを行なうことができる。従って、処理時間を短縮でき、処理効率を向上できる。このとき、クランパ１１は揺動支点１１ａを介して移動チェーン１２に取り付けられているので、搬送方向ｂへの傾動が容易である。
ワーク１の引っ張りと同時に、エアシリンダ９４６の加圧力でフレーム９４０を下降さながら肉を引き剥がすので、剥がし力を大きく取ることができ、剥がし効果を安定させることができる。従って、肉の歩留まりを向上させることができる。【０１３６】
また、フレーム９４０を下降させることによって、右脚ワーク１（Ｒ）の搬送距離が短いうちに肉引き剥しを終了できるので、省スペース化が可能になると共に、剥がし工程後半に右脚ワーク１（Ｒ）が大きく傾かないので、剥がし箇所の断面積ａ１は小さい。従って、単位断面積当りの肉引き剥がし力を増大できると共に、スクレーパに直接骨が当るので、肉剥がし効果を高めることができる。従って、肉の歩留まりが向上する。
また、揺動スクレーパ９３２が、コイルバネ９４７の弾性力により腓骨部分を上方から押えるようにしているので、肉の剥離効果を高めることができる。【０１３７】
また、ワーク１（Ｒ）の引き上げに応じて、揺動スクレーパ９３２を脛骨２ａの形状に追随して上方にスイングさせるように構成しているので、脛骨２ａを破損することなく、かつ脛骨２ａの表面形状に追随して脛骨周囲の肉を歩留まり良く剥がすことができる。【０１３８】
次に、大腿骨分離ステーション１００で、ワーク１の大腿骨部の脱骨を行なう。図１に示すように、大腿骨分離ステーション１００には、大腿骨部脱骨装置１０１が設けられている。以下、大腿骨部脱骨装置１０１の構成を図３１〜図３５により説明する。
図３１に示すように、ミートセパレータ１０１２及び丸刃カッタ１０３１は、下部固定フレーム１０１１上に、ワーク搬送方向下流側に下降するように傾斜して配置されている。図３２及び図３３に示すように、大腿骨部脱骨装置１０１は、ワーク１の搬送ライン１２に跨って設置される。図３３に示すように、ワーク１の搬送ライン１２を挟んで下部固定フレーム１０１１が立設され、該下部固定フレーム１０１１間にミートセパレータ１０１２が架設されている。【０１３９】
図３４に示すように、ミートセパレータ１０１２には、搬送方向ｂの上流側に向かって開口しワーク１のひざ関節部５の上部が挿入可能な大きさを有する入口１０１４を有する凹部１０１３が設けられ、凹部１０１３の最深部には、肉引き剥し時に大腿骨頭３ａが凹部１０１３の縁に引っかからないように、大腿骨３の位置を中央に寄せるためのＶ字形溝１０１５が形成されている。【０１４０】
ミートセパレータ１０１２の下面にはミートセパレータ１０１２の凹部１０１３に挿入されたワーク１の足首部８がミートセパレータ１０１２から外れないようにチャックするチャッキング装置１０２０が装着されている。チャッキング装置１０２０は、ミートセパレータ１０１２の下面に取り付けられた一対のスイングプレート１０２１と、エアシリンダ１０２２と、エアシリンダ１０２２のシリンダロッド１０２３と該スイングプレート１０２１とを連結するリンクバー１０２４とから構成されている。
スイングプレート１０２１は、シリンダロッド１０２３の矢印ｄ１方向の動きにより支点１０２５を基点として矢印ｅ１方向に回動し、凹部１０１３の入口部１０１４を開閉可能にする。【０１４１】
図３２及び図３３に示すように、ミートセパレータ１０１２の直上方には、肉引き剥し時の途中でさら骨下側及び大腿骨頭３ａの中間部に周回りの切断を入れるとともに、大腿骨頭３ａの下側で最終分離のための肉切り離しを行なう二対の丸刃カッタ１０３１が設けられている。丸刃カッタ１０３１の切断動作は、ワーク長検出装置４１での計測結果から演算して求められる。丸刃カッタ１０３１は、上部フレーム１０４１に取り付けられたＬ字形リンクバー１０４２を介して取り付けられている。【０１４２】
Ｌ字形リンクバー１０４２は、軸１０４３で回動可能に上部フレーム１０４１に取り付けられ、Ｌ字形リンクバー１０４２の一端は、ボールネジ１０４４により上下動する連結部材１０４５に連結されている。ボールネジ１０４４の上端には、ボールネジ１０４４を回転させるサーボモータ１０４６が設置されている。【０１４３】
図３５に示すように、丸刃カッタ１０３１の駆動装置を内蔵したケーシング１０３２は、プレート１０３３を介してブラケット１０３４に連結されている。ブラケット１０３４は、水平軸１０３５を介して回動可能に連結部材１０３６に連結されている。連結部材１０３６は回動腕１０３７に連結され、回動腕１０３７は軸１０３８を中心に回動可能に基台１０３０に連結されている。Ｌ字形リンクバー１０４２は、リンク部材１０４７を介して基台１０３０に連結されている。かかる構成により、サーボモータ１０４６の作動により、基台１０３０がワーク１側に接近又は退避可能に構成され、基台１０３０に取り付けられた丸刃カッタ１０３１も同様にワーク１側に接近又は退避可能になっている。【０１４４】
また、基台１０３０には、各丸刃カッタ１０３１の夫々に対応してエアシリンダ１０３９が取り付けられている。エアシリンダ１０３９のシリンダロッド１０４０は、該回動腕１０３８に接続されており、これによって、各丸刃カッタ１０３１はエアシリンダ１０３９で弾性的に支持され、丸刃カッタ１０３１がワーク１から過剰な負荷を受けた時は、エアシリンダ１０３９の緩衝作用により矢印ｂ１方向に退避可能になっている。【０１４５】
次に、大腿骨部の脱骨処理方法を図３６により説明する。図３６において、搬送方向ｂに移動してきたワーク１（Ｒ）は、搬送ライン１２上でワーク１（Ｒ）のひざ関節部５の上部に相当する高さに設置されたミートセパレータ１０１２の凹部１０１３に挿入される。ワーク１（Ｒ）が挿入された時点で、エアシリンダ１０２２が作動して、スイングプレート１０２１を凹部１０１３の入口１０１４を閉じる方向に回動し、ワーク１（Ｒ）のチャッキングを行なう。【０１４６】
その後、ワーク１（Ｒ）が引き続き搬送方向ｂに水平に移動する。これによって、図３６に示すように、ワーク１（Ｒ）の足首部８が斜め上方に引張られる形となり、これによって、ワーク１（Ｒ）の重量がミートセパレータ１０１２の搬送方向下流側に付加され、凹部１０１３の最深部１０１５側に強く押付けられる。【０１４７】
これによって、ミートセパレータ１０１２による肉の剥がし効果が向上するとともに、ワーク１（Ｒ）の足首部８が搬送方向ｂに斜め上方に引張られることにより、ワーク１（Ｒ）の重量により引張り方向の肉部の上面がミートセパレータ１０１２の下面に強く押付けられる。また、ワーク１（Ｒ）のさら骨６が搬送方向上流側に位置した状態で引張られることにより、重力の作用でワーク１（Ｒ）がうちもも７ｂ側に傾き、これによって、うちもも７ｂがミートセパレータ１０１２の下面に押付けられるので、うちもも７ｂの引き剥がし効果が増大すると共に、筋入れラインｅを起点として矢印ｈ１方向（図１６（ｃ）参照）に動く。そのため大腿骨３と凹部１０１３との隙間に肉が入り込む動きが発生せず、該隙間に肉詰まりが生じない。【０１４８】
特許文献１に開示した従来の自動除骨装置では、ワーク１の足首部８を垂直方向に引き上げるので、剥がした肉が骨側に巻き込むようになり、肉詰まりが生じる。このためミートセパレータによる剥がし動作を１回で完了することができず、肉詰まりをなくした上で、何度もやり直す必要があったが、本実施形態では、１回の剥がし動作で剥がし工程を完了することができる。
また手作業の場合、大腿骨に沿って少なくとも２回の筋入れを行なった後肉を引き剥す必要があったが、本実施形態では１回の筋入れ（工程３）のみで大腿骨部の肉を剥がすことができる。【０１４９】
また、本実施形態では、丸刃カッタ１０３１により引き剥し途中の過程でさら骨６の下側及び大腿骨頭３ａの中間部で少なくとも２回の骨の周面回りの筋入れを行い、骨の周面に付着する肉、筋、腱等の生体組織を切断することにより、歩留まりの良い肉分離を行なうことができる。このようにして、肉部７を大腿骨３から分離し、分離した肉部７を大腿骨部脱骨装置１０１の下方に配置されたコンベア１０２上に落下させる。コンベア１０２上に落下した肉部７は矢印ｃ方向に搬送される。【０１５０】
本実施形態によれば、肉引き剥し工程を格段に簡素化でき、処理時間を短縮できるので、処理能力が向上する。また従来の自動除骨装置では、ミートセパレータとカッタ及びワークの引き上げ手段の組み合わせが多数組み必要であったが、本実施形態ではミートセパレータとカッタの組み合わせ１組とワークの搬送機構のみで同じ処理を可能としたので、大幅なコストダウンと省スペース化を達成できる。【０１５１】
また、本実施形態では、サーボモータ１０４６の回転動力をボールネジ機構で直線移動に変換し、リンク機構を介して丸刃カッタ１０３１を前後移動させる機構を採用しているので、丸刃カッタ１０３１の前後動作速度、動作タイミング及び動作位置を正確に制御できる。従って、丸刃カッタ１０３１の耐久性を向上させ、欠け防止が可能であり、正確なタイミングで正確な切断が可能になる。【０１５２】
丸刃カッタ１０３１で骨に切り込んだ時、カッタ刃先は一定時間（０．５〜１．０秒）骨に接触した状態になる。ワーク１はクランパ１１で一定速度で連続搬送されるので、刃先と接触時間中にも、丸刃カッタ１０３１に対する骨の位置は随時変化する。そのため、丸刃カッタ１０３１が骨移動方向に対して、固定されて柔軟性がない場合、刃先にこじる力が働き、刃先が欠けてしまう。
本実施形態では、図３５に示すように、丸刃カッタ１０３１を水平軸１０３５を中心に回動可能に装着しているため、刃先が骨に当った状態で骨が移動する力を利用して、水平軸１０３５を中心に丸刃カッタ１０３１が骨と共に、上方に動くことができる。図３５において、水平線Ｎが丸刃カッタ１０３１が骨に当った瞬間の位置を示し、点Ｍが丸刃カッタ１０３１が骨に当って上方に動いた位置を示す。【０１５３】
丸刃カッタ１０３１が骨から離れると重力により元の状態に戻る。本実施形態では、プレート１０３３が連結部材１０３６の下面に係止するように構成されているため、水平位置より下方に下降しない。
また、本実施形態では、丸刃カッタ１０３１をエアシリンダ１０３９で空気力により弾性的に支持しているので、丸刃カッタ１０３１にワーク１から過剰な負荷が加わった時に、ワーク１から退避できるので、刃こぼれを防止できる。【０１５４】
大腿骨分離ステーション１００で肉部７と分離されクランパ１１に残った骨は、骨排出ステーション１１０でクランパ１１から外され、下方に配置されたコンベア１１１上に落下する。そして、矢印ｃ方向に排出される。【０１５５】
このように、本実施形態によれば、豚もも部位の脱骨工程を自動化でき、オペレータの重労働を解消できると共に、肉の歩留まりを向上でき、かつ脱骨作業ラインの高速化を可能とし、作業効率を向上できる。さらに、豚もも部位の肉を損傷させずに分離させることにより、分離した豚もも肉の商品価値を低下させない。
例えば、１つの処理ステーションを７秒で通過させるようにワーク１の搬送速度を設定でき、これによって、１時間にワーク５００本の脱骨処理を可能にする。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明によれば、食肉用家畜屠体のもも部位の脱骨工程の自動化を可能にして、処理能力を向上できると共に、歩留まりを向上させ、さらに肉の商品価値を低下させずに市場に供給できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2008136513.tif 000032
【図３１】
2008136513.tif 000033
【図３２】
2008136513.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008136513.tif 000039
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008136513.tif 000040
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2008136513.tif 000041
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2008136513.tif 000042
【国際調査報告】
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2008136513.tif 000045
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