(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搾乳ユニット（１２）を乳牛の下方に位置決めするための支持体（１０）の垂直方向位置を、搾乳ユニットの重量が乳牛の乳首に継続的に加えられるよう自動的に調節するための調節体であって、
支持体が、
台座（１８）と、
台座に垂直方向に可動に取付けられてなる軸（１６）と、
軸から伸延し乳牛の下方に位置決め可能なアーム（２０）と、加圧空気供給源（２８）と、加圧空気供給源からの圧力を軸に加えることにより軸を所望の位置に保持するための保持手段（３２）と、
加圧空気供給源（２８）と軸（１６）との間に相互結合された第１の弁（７２）にして、常閉位置と開放位置との間で可動であり、開放位置にある場合に軸に加わる圧力を減少させそれにより軸が降下可能な状態とされてなる第１の弁（７２）と、
加圧空気供給源（２８）と第１の弁（７２）との間に相互結合された第２の弁（７０）にして、常閉位置と開放位置との間で可動であり、開放位置にある場合に加圧空気供給源からの空気をして第１の弁を開放位置とするべく移動可能ならしめてなる第２の弁（７０）と、
第２の弁（７０）を支持体（１０）に、搾乳ユニット（１２）の重量による如き力がアーム（２０）に加わると第２の弁を開放位置としてアームを降下させるように取付ける取付け手段（２２）と、
を含んでなる調節体。
【請求項２】
第１の弁（７２）と第２の弁（７０）との間に結合された第３の弁（６８）にして、手動操作により開放位置と閉じた位置との間を可動であり、閉じた位置に於て、第２の弁（７０）の位置に関わらず、第１の弁を開放位置とするための空気の移動を阻止する第３の弁（６８）を含んでなる請求項１に記載の調節体。
【請求項３】
第２の弁が開放位置に移動した後の第１の弁の開放位置への移動を遅延させるための時間遅延手段を含んでなる請求項１に記載の調節体。
【請求項４】
時間遅延手段による時間遅延が８乃至１０秒のオーダーのものである請求項１に記載の調節体。
【請求項５】
時間遅延手段は第１の弁（７２）と第２の弁（７０）との間に相互結合された空気チャンバー（８８）を含み、第１の弁が常閉位置に向けて偏倚され、第２の弁が開放位置にある時、加圧空気供給源からの空気が空気チャンバー内の圧力を増大させ、空気チャンバー内の圧力が第１の弁を偏倚させる偏倚力を上回った場合に空気チャンバー内の圧力が第１の弁を開放位置に移動してなる請求項３の調節体。
【請求項６】
第１の弁（７２）と第２の弁（７０）との間に相互結合された第４の弁（７４）にして、加圧空気供給源（２８）に直結され、第２の弁（７０）からの空気によって常閉位置から開放位置に移動し、該第４の弁の開放位置に於て、加圧空気供給源からの空気が第１の弁に送られ、第１の弁（７２）が開放位置に移動される第４の弁（７４）を含んでなる請求項１に記載の調節体。
【請求項７】
搾乳ユニットを乳牛の乳首の下方に位置決めし搾乳ユニットを乳首に結合させるための支持体（１０）であって、
台座（１８）と、
台座に取付けられ垂直方向に可動の軸（１６）と、
軸から伸延し、搾乳ユニットが乳牛の乳首に結合する状態に於て乳牛の下方に位置決め可能なアーム（２０）と、
加圧空気供給源（２８）と、
加圧空気供給源からの空気圧力を軸に加えることにより軸を所望の垂直方向位置に保持するための保持手段（３２）と、
軸に加えられる空気圧力のための調節体にして、搾乳ユニットの重量がアームに加わるのに応答してアームの垂直方向位置を、搾乳ユニットの重量がアームに加わるよう自動的に調節してなる調節体とを包含してなる支持体。
【請求項８】
調節体が、加圧空気供給源（２８）と軸（１６）との間に相互結合された第１の弁（７２）にして、常閉位置と開放位置との間を可動である第１の弁（７２）と、搾乳ユニットの重量がアームに加わるのに応答して第１の弁を開放位置に移動させる手段とを含んでなる請求項７に記載の支持体。
【請求項９】
調節体が、加圧空気供給源と第１の弁との間に相互結合された第２の弁（７０）にして、搾乳ユニットの重量による等してアームに力が加えられた場合に常閉位置と開放位置との間を可動であり、開放位置に於て加圧供給源からの空気をして第１の弁を開放位置に移動させアームを降下可能としてなる第２の弁（７０）を含んでなる請求項８に記載の支持体。
【請求項１０】
アームにレバー（２２）が装着され、搾乳ユニットが支持体との間に於てレバーに結合され、レバーが第２の弁と結合され、搾乳ユニットの重量がレバーに加わることによりレバーが第２の弁を開放位置に移動してなる請求項９に記載の支持体。
【請求項１１】
搾乳ユニットを乳牛の下方に位置決めするための支持体であって、
台座と、
台座に垂直方向に可動に取付けされてなる軸と、
軸から伸延し、乳牛の下方に位置決め自在のアームと、
軸に圧力を加えることにより軸を所望の垂直方向位置に保持するためのカウンターバランス手段と、
アームに搾乳ユニットによる等の力が加えられた場合、カウンターバランス手段と協動して軸に加わる圧力を低減し、アームの垂直方向位置を、搾乳ユニットの重量が乳牛の乳首にのみ加えられるように自動的に調節するための調節手段とを含んでなる支持体。
【請求項１２】
加圧流体の供給源を含み、カウンターバランス手段が、該加圧流体の供給源と軸との間に相互結合され常閉位置と開放位置との間で可動の弁にして、開放位置に於て軸に加えられる圧力を減少させることにより軸を降下可能とする弁を含む請求項１１記載の支持体。
【請求項１３】
弁が、アームに加えられる力がアームを移動して弁を開放位置としアームが降下するように支持体に取り付けられてなる請求項１２に記載の支持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は乳牛の搾乳時の搾乳ユニットの支持体位置を自動的に調節するための調節体に関する。
【０００２】
【従来技術】
搾乳ユニットは、乳牛の乳首からミルクを搾る装置であり、搬送パイプラインに接続される。搾乳時のミルク流れは、乳牛の乳首に搾乳ユニットの重量を加え、積極的な或は“本物らしい”動作で乳首を手繰り寄せるようにすることにより改善される。搾乳ユニットを乳牛の下方に位置決めしこの手繰り寄せ効果を提供するための装置が米国特許第２，７４７，５４４号、第３，６０５，６９４号、第３，６０５，６９５号、第２，６１３，６３６号、第３，０３３，１６１号に示される。これら米国特許に記載された装置は搾乳の間、オペレーターがこの搾乳ユニット高さを調節するまで、予めセットした位置に保持される。
搾乳中、乳牛の乳房の弛緩の度合いが増す（或は緊張の度合いが減少する）と、搾乳プロセス中の手繰り寄せ動作を最適化するために搾乳ユニット高さを変える必要性が生じる。搾乳ユニットは代表的には可撓性部材、例えばチェーンを備える支持体に結合される。搾乳中に乳牛の乳首が弛むと搾乳ユニットが降下してチェーンが緊張する。これにより搾乳ユニットの重さは乳牛の乳首では無くむしろ支持体が支えるようになる。搾乳ユニットを予めセットされた位置で保持するような従来装置は、搾乳ユニット重量が乳牛の乳首に継続的に加えられるようこの搾乳ユニット高さを変化させることが考慮されていない点で問題がある。
搾乳ユニット位置を搾乳中に自動的に変化させるための支持体が米国特許第３，９９９，５１８号に示される。この米国特許に示される支持体では、電子制御により搾乳中に一定時間間隔で搾乳ユニットを徐々に降下させている。この支持体は、搾乳ユニットが一定時間間隔で降下され支持体に加わる力の直接的な関数としては降下されないので、搾乳ユニットの重量の少なくとも一部分が乳牛の乳首に加わらなくなる恐れがある。例えば、乳牛の乳首の弛緩の度合いが制御体による搾乳ユニット降下の度合いを上回ることによりチェーンは緊張し、搾乳ユニットの重量は支持体の担持するところとなる。この状況は、仮に乳牛の乳首の弛緩の度合いが制御体による搾乳ユニット降下の度合いよりも小さい場合でも同様に生じ得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
搾乳ユニットの重量が乳牛の乳頭のみに対し継続的に加えられるようにするための搾乳ユニット支持体及びそのための調節体を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、搾乳ユニットを乳牛の下方に位置決めするための支持体には、台座に取り付けられ垂直方向に可動の軸とこの軸から伸延し乳牛の下方に位置決め自在の関節駆動式のアームとが設けられる。搾乳ユニットはこの関節駆動式のアームからチェーンによって懸架される。軸に空気圧を加えることにより軸と関節駆動式のアームとを所望の垂直方向位置に保持する。本発明は、アームの垂直方向位置を自動的に調節し搾乳ユニットの重量が乳牛の乳頭のみに加わるようにするための調節体を提供する。
この調節体には相互に結合された複数の弁が含まれる。これらの弁は協動して、関節駆動式のアームに搾乳ユニットからの力が加わった場合に軸に対する空気圧力を減少させる。軸に対する空気圧力が減少することにより、軸と関節駆動式のアームとは、搾乳ユニットからの力が関節駆動式のアームから除去され搾乳ユニットの重量が乳牛の乳頭に加わるようになるまで自重により降下する。
詳述すれば、常閉の第１の弁が空気源と軸との間に相互結合され、その開放位置に於て軸に加わる空気圧力を減少させ軸の降下を可能とする。関節駆動式のアームに設けた第２の弁が、搾乳ユニットからの力がこの関節駆動式のアームに加えられた場合に開放し、圧力パイロット信号を第１の弁に送りこれを開放させる。手動式の締切弁、即ち第３の弁が設けられ調節体の作動を選択的に停止させる。調節体の、第１の弁と軸との間には空気チャンバーが設けられる。この空気チャンバーは第１の弁の開放後、調節体が軸及び関節駆動式のアーム位置を変化させる前に時間遅延を提供し搾乳ユニットの乳牛への取付けを容易化する。
【０００５】
【実施例】
図１及び２には搾乳ユニット１２を乳牛１４の下方に位置決めするための支持体１０が示される。支持体１０は、台座１８に垂直方向に可動に取付けられた軸１６と、軸１６の下端から伸延する関節駆動式のアーム２０（以下、単にアーム２０とも称する）とを具備する。アーム２０の端部２４にはレバー２２がピボット取付けされ、搾乳ユニット１２はこのレバー２２からチェーン２６により懸架される。空気源２８からの空気圧力が軸１６とアーム２０とを所望の垂直方向位置に保持する。
【０００６】
詳述すれば、空気源２８からの空気はライン３０を通して流動してカウンターバランスシリンダー３２に通入し、軸１６に結合したピストン３４に背圧を加える。ライン３０内の調圧器３６が、カウンターバランスシリンダー３２内の圧力を、ピストン３４と軸１６とを所望の垂直方向位置に保持するための一定圧力に維持する。軸１６の垂直方向位置はかくして、ピストン３４の移動範囲で手動調節可能となる。カウンターバランスシリンダー３２内の空気はピストン３４が上方に移動する際にマフラー３８を通し排出される。
【０００７】
手動操作式の始動弁４０が空気源２８からの空気をライン４２を通して受け、ライン４４を通して空気信号を電子制御体４６（以下、単に制御体４６とも称する）に選択的に送達する。この制御体４６がライン４８を通しての空気源２８からの空気流れを許容すると、空気はライン４８からシリンダー５０の上端に入り、Ｕリンク５４に接続されたピストン５２の上側に圧力を加える。チェーン５６がＵリンク５４とアーム２０の各リンクとに接続される。チェーン５６は、ピストン５２とＵリンク５４とを降下させると弛み、アーム２０を手によって乳牛１４の下方に引き伸ばし出来るようになる。搾乳開始時、オペレーターは始動弁４０を作動し、軸１６の垂直方向位置を調整しアーム２０を乳牛の下方に引き伸ばし、搾乳ユニット１２を手動で位置決めする。カウンターバランスシリンダー３２内の調節された空気圧により軸１６は所望の垂直方向位置に保持される。
【０００８】
搾乳ユニット１２を、軸１６を正しく位置決めした後、乳牛の乳首に装着する。パイプライン５７内の真空により乳牛の乳が可撓性ホース５８及び遮断弁５９を通し搾乳される。遮断弁５９はライン６１を介し制御体４６に電気的に接続した流れセンサー６０を備え、この流れセンサー６０が空気源２８からの空気をライン６２を通して受ける。
本発明に従う調節体が図２に概略示され、相互結合された複数の弁、即ち、第１の弁７２、第２の弁７０、第３の弁６８、第４の弁７４を含んでいる。これらの弁は以下に説明するように、搾乳ユニット１２がチェーン２６に力を加えた場合に協動し、カウンターバランスシリンダー３２内の空気圧力を減少させる。カウンターバランスシリンダー３２内の空気圧が減少されると、軸１６とアーム２０とが、チェーン２６から力が除去され搾乳ユニット１２の重量が乳牛の乳首に担持されるようになるまで自重降下する。
【０００９】
第３の弁６８は調節体の作動を選択的に停止させるための手動式の遮断弁である。この遮断弁、即ち第３の弁６８を手動で閉じると第１の弁７２及び第４の弁７４は、第２の弁７０の位置に関わらず常閉位置のままとなり、第３の弁６８を手で開放すると第１の弁７２及び第４の弁７４の位置は第２の弁７０の位置により決定されるようになる。
即ち、第２の弁７０、第１の弁７２、第４の弁７４はばね７６、７８、８０の夫々によって常閉位置へと偏倚されている。搾乳ユニット１２の重量がチェーン２６に加わるとレバー２２が回転する。レバー２２が回転すると結局、トリガー８２が弁７０を開放する。レバー２２の回転に際し開放された第２の弁７０がライン３０から空気を受け、ライン８４に沿って第３の弁６８から第１の弁７２を通しパイロット圧力制御信号を送る。
【００１０】
第１の弁７２及び第４の弁７４はライン４８及び３０間で相互に結合される。第２の弁７０からのパイロット圧力がばね７８の偏倚力を上回ると第１の弁７２が開放され、ライン４８内の空気が制御弁８６を通して流動して第４の弁７４に向かう。制御弁８６を流れる空気は空気チャンバー８８に溜り、第４の弁７４にパイロット圧力信号を供給する。空気チャンバー８８からのパイロット圧力がばね８０の偏倚力を上回ると第４の弁７４は開放する。第４の弁７４が開くと調圧機３６からの空気がマフラー９０を通して排気されカウンターバランスシリンダー３２に流れる空気量が減少する。
【００１１】
カウンターバランスシリンダー３２に流れる空気量が減少すると軸１６とアーム２０とが自重により降下する。支持体１０が、搾乳ユニット１２の重量がレバー２２に加わらない高さに下がるとばね７６が第２の弁７０を閉じ、第１の弁７２に送られるパイロット圧力を妨害する。これによりばね７８が第１の弁７２を閉じて第４の弁７４へのパイロット圧力を停止する。そしてばね８０が第４の弁７４を閉じるのでカウンターバランスシリンダー３２内に圧力が溜り、かくして軸１６は新たな位置に保持されることとなる。
【００１２】
空気チャンバー８８は、始動弁４０の作動後、軸１６とアーム２０との位置を変化させる前における時間遅延を提供する。搾乳ユニット１２を乳牛に装着するに先立ち、搾乳ユニット１２をアーム２０から懸架し、第２の弁７０を開放させる。ライン３０からのパイロット圧力が弁７２を開放し、ライン４８を第４の弁７４に接続する。しかしながら、ライン４８は始動弁４０が作動するまで加圧されずパイロット圧力は第４の弁７４には送られない。ライン４８を加圧した後、空気チャンバー８８を加圧するに要する時間が、始動弁４０の作動後、軸１６が自動的に降下する前に搾乳ユニット１２を乳牛１４に装着するための時間を提供する。例示具体例では空気チャンバー８８の提供する時間遅延は、始動弁４０作動後、調節体が軸１６とアーム２０との位置を変更する前に於ける８乃至１０秒間のオーダーのものであった。
【００１３】
手動／自動式のトグル弁９２が空気源２８からライン４２を介して空気を受け、ライン９４を通し制御体４６に選択的に空気信号を送る。通常運転状態ではトグル弁９２は自動モードとし、搾乳ユニット１２による搾乳終了時点で搾乳ユニットが乳牛の乳首から自動的に外れるようにする。詳述すれば、流れセンサー６０が、ホース５８を通る流れが搾乳が完了したことを示すに十分な少なさであると判断すると流れセンサー６０から制御体４６に信号が送られ、遮断弁５９が閉じ、搾乳ユニット１２から真空が脱係合される。次いで制御体４６はシリンダー５０から空気源２８を外し、ライン９６を通してシリンダー５０の下端並びにピストン５２の背後に圧力を供給する。シリンダー５０内の空気は、ピストン５２の上昇と共に排気弁９７及びマフラー９８を通し排斥される。Ｕリンク５４がチェーン５６を引き上げアーム２０を引き込ませる。ピストン５２とＵリンク５４とが引き続き上昇すると軸１６が上昇し、カウンターバランスシリンダー３２内の空気がマフラー３８から排斥される。
【００１４】
トグル弁９２を手動モードとした場合、搾乳ユニット１２の取外しは手動脱着弁１００を操作することにより行われる。つまり、トグル弁９２が手動モードにある時、搾乳ユニット１２は、搾乳量が減少したにも関わらず、トグル弁９２を自動モードに戻すまで或は手動脱着弁１００を手で操作しない限り、乳牛１４に装着されたままとなる。
手動脱着弁１００は、ライン４２を介し空気源２８から空気を受けるとライン１０２を通して空気を制御体４６に選択的に送る。手動脱着弁１００を手動で操作すると制御体４６が遮断弁５９を閉じ、搾乳ユニット１２から真空を脱係合させる。次いで制御体４６がシリンダー５０の上端から空気源２８を脱係合し、ピストン５２の背後に圧力を加える。Ｕリンク５４がチェーン５６を引き上げ、アーム２０を引き込ませる。ピストンとＵリンク５４とが引き続き上昇するに伴い軸１６が上昇し、カウンターバランスシリンダー３２内の空気がマフラー３８を通し排斥される。
【００１５】
【発明の効果】
搾乳ユニットの重量が乳牛の乳首のみに対し継続的に加えられるようにするための搾乳ユニット支持体及びそのための調節体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  乳牛の下方に位置決めされた搾乳ユニットの概略図である。
【図２】  本発明に従う搾乳ユニット支持体のための調節体の概略図である。
【符号の説明】
１０  支持体
１２  搾乳ユニット
１４  乳牛
１６  軸
１８  台座
２０  関節駆動式のアーム
２２  レバー
２６  チェーン
２８  空気源
３２  カウンターバランスシリンダー
３４  ピストン
３６  調圧機
３８  マフラー
４０  始動弁
４６  電子制御体
５２  ピストン
５４  Ｕリンク
５６  チェーン
５７  パイプライン
５８  ホース
５９  遮断弁
６０  流れセンサー
８８  チャンバー
９０  マフラー
９２  トグル弁
【図１】
0003662960.tif 000002
【図２】
0003662960.tif 000003