(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家禽骨抜き胸肉生産システム（１）の叉骨除去装置（４５）であって、
前記システムの搬送経路（４７）の搬送面に位置するように前記家禽骨抜き胸肉生産システム（１）の本体（１３）に取付けるためのガイドフレーム（５１）と、
前記ガイドフレーム（５１）に対して搬送方向（３９）上流側の第１位置と前記搬送方向の下流側の第２位置との間で並進するように前記ガイドフレーム（５１）に摺動可能に取り付けられたキャリッジ（５５）と、
前記キャリッジ（５５）に移動可能に接続され、後退位置と延出位置との間で前記搬送面に垂直な方向に移動する叉骨掴持ユニット（５９）であって、下流端にガイドユニット（６９）を有する叉骨掴持ユニット（５９）と、
後退位置と延出位置との間を移動し、延出した時に家禽の屠体の叉骨を掴むように前記ガイドユニット（６９）に摺動可能に接続されたナイフキャリア（７１）と、を備え、
使用時において前記ガイドフレーム（５１）が前記家禽骨抜き胸肉生産システム（１）に取り付けられた時には、前記叉骨掴持ユニット（５９）は、前記第１の位置から前記第２の位置へと移動するために、前記家禽骨抜き胸肉生産システムのマンドレル（２５）の一つまたはコンベヤの構成要素の一つと係合するように配置され、
前記キャリッジ（５５）は、家禽屠体を受け入れるために第１の位置へと弾性的に付勢され、係合すると前記弾性的付勢に抗して前記第２の位置に移動するように構成される、叉骨除去装置。
【請求項２】
前記キャリッジ（５５）は、前記後退位置と前記延出位置との間で前記掴持ユニット（５９）を移動させるべく前記掴持ユニット（５９）に接続された第１のリニアアクチュエータ（６５）を備える、請求項１に記載の叉骨除去装置。
【請求項３】
前記キャリッジ（５５）は、前記ナイフキャリア（５９）を前記ガイドユニット（６９）に沿って滑動させて前記叉骨を掴むべく、前記ナイフキャリア（７１）に接続された第２のリニアアクチュエータ（７３）を備える、請求項１または２に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項４】
前記キャリッジ（５５）は、ばね負荷付勢、空気付勢、磁気付勢、電気付勢および力付勢のうちの少なくとも一つによって、前記第１の位置に弾性的に付勢される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項５】
前記弾性的付勢は、少なくとも一つの螺旋状に巻かれたばねによって生成される、請求項４に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項６】
前記叉骨掴持ユニット（５９）は、前記キャリッジ（５５）に枢動可能に接続される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項７】
前記第１のリニアアクチュエータは空気圧シリンダである、請求項２に記載の叉骨除去装置（４５）、または、請求項２に従属する場合、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項８】
前記第２のリニアアクチュエータは空気圧シリンダである、請求項３に記載の叉骨除去装置（４５）、または、請求項３に従属する場合、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項９】
前記キャリッジ（５５）は、前記叉骨掴持ユニット（５９）を介して係合するように配置される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１０】
前記ガイドユニット（６９）は、少なくとも中央ガイドトラック（８９）を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１１】
前記ナイフキャリア（７１）は、前記叉骨に付着している腱組織を切断するための切断要素（９５）を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１２】
前記切断要素（９５）は、収束する刃先（１２３、１２５）を有するくさび形の刃（１０３）を含む、請求項１１に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１３】
前記切断要素（９５）は、前記中央ガイドトラック（８９）に取り付けられる、請求項１０に従属する場合、請求項１１または１２のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１４】
前記ナイフキャリア（７１）は、一対の把持要素（９７，９９）を含み、前記一対の把持要素（９１，９３）はそれぞれ、把持スラット（１０５，１０７）を含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１５】
前記把持スラット（１０５，１０７）は、互いに収束する把持縁部を有する、請求項１４に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１６】
前記収束する把持縁部は、互いに当接可能な刃先（１１１，１１３）を含む、請求項１５に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１７】
前記把持スラット（１０５，１０７）それぞれの内側長手方向表面（１２７，１２９）は、前記くさび形の刃（１０３）の前記収束する刃先（１２３、１２５）の隣接する一つと平行に延びる、請求項１２に従属する場合、請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１８】
前記ガイドユニット（６９）は、前記ガイドユニット（６９）の上流方向に収束する、対向する一対のサイドガイドトラック（９１，９３）を含む、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項１９】
前記把持スラット（１０５，１０７）は、前記ナイフキャリア（７１）の前記切断要素（９５）に向かって収束移動するように前記サイドガイドトラック（９１，９３）に取り付けられる、請求項１４に従属する場合、請求項１７または１８に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２０】
前記切断要素（９５）および前記把持要素（９７，９９）は、共通の合流点に収束するように構成される、請求項１１に従属する場合、請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２１】
前記中央ガイドトラック（８９）は、少なくとも二つの平行なガイドロッド（８９ａ，  ８９ｂ）を含む、請求項１０に記載の叉骨除去装置（４５）、および、請求項１０に従属する場合、請求項１１乃至２０のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２２】
前記サイドガイドトラック（９１，９３）はそれぞれ、少なくとも二つの平行なガイドロッド（９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂ）を含む、請求項１８に記載の叉骨除去装置（４５）、または、請求項１８に従属する場合、請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２３】
前記把持要素（９７，９９）が前記搬送面に平行に接続ロッドに沿って前記切断要素（９５）と共動するように前記切断要素（９５）に摺動可能に接続される、請求項１４に記載の叉骨除去装置（４５）、または、請求項１１および１４に従属する場合、請求項１５乃至２２のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２４】
前記掴持ユニット（５９）は、前記延出位置から前記後退位置へと移動する時に前記ナイフキャリアを洗浄する洗浄部材（１１５）を備える、請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２５】
前記洗浄部材（１１５）は、傾斜面を有するくさび形のブロックである、請求項２４に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２６】
前記洗浄部材は、前記洗浄部材から家禽組織を除去するべく、ガス、好ましくは空気の噴射を行うための少なくとも一つの開口部を備える、請求項２４または２５に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２７】
前記ナイフキャリア（７１）は、延出位置に移動することによって少なくとも部分的に閉鎖された容積（１３７）を前記叉骨の周囲に形成するように構成される、請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２８】
前記ガイドフレーム（５１）は、前記ナイフキャリア（７１）を洗浄するべく水を噴射する洗浄ノズル（１１０ａ，１１０ｂ）を備える、請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の叉骨除去装置（４５）。
【請求項２９】
請求項１乃至２８の何れか一項に記載の前記叉骨除去装置（４５）と、
搬送経路（４７）を移動するように配置されるコンベヤ（２３）と、
家禽屠体を搬送するように構成された少なくとも一つのマンドレル（２５）と、を備え、前記少なくとも一つのマンドレル（２５）は、前記搬送経路（４７）を通って移動するように前記コンベヤ（２３）に接続され、
前記叉骨掴持ユニット（５９）は、前記マンドレル（２５）および前記コンベヤの構成要素のうちの一つと係合するように構成されている、家禽骨抜き胸肉生産システム（１）。
【請求項３０】
請求項２９に記載の前記家禽骨抜き胸肉生産システム（１）における請求項１乃至２８の何れか一項に記載の前記叉骨除去装置（４５）を使用して、少なくとも一つの家禽の胸部キャップから叉骨を除去する方法であって、
前記叉骨を囲む腱および組織を切断する工程と、
前記少なくとも一つの家禽の胸部キャップから前記叉骨を除去する工程と、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、叉骨が除去された胸部キャップ（胸肉）を得るべく、肉、骨格構造および叉骨を含む家禽胸部キャップを自動的に脱骨する装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の方法では、叉骨は手動で除去されている。叉骨は、その繊細なＶ字型構造および解剖学的位置のために除去するのが容易ではない。烏口骨および肩甲骨と併せて、叉骨は三骨間孔と称される構造を形成している。叉骨に結合する強い腱がこの孔に位置する。叉骨はまた、胸肉に埋め込まれている。叉骨を除去する過程で叉骨が折れてしまうのはよくあることであり、この場合家禽の屠体に小さな骨片が多数残ってしまう。また、強い腱組織が存在することから、叉骨を除去するには胸肉のかなりの部分を無駄にしてしまう。
【０００３】
叉骨の除去を自動化した方法が知られている。家禽の胸部キャップの大きさが様々であること、および、解剖学的な相違のために、自動化した方法では、除去結果にばらつきが生じる傾向がある。叉骨の破損を防ぐために、必要以上に肉が除去されている。叉骨が部分的に腱に付着したままになってしまうことがしばしば起こり、除去時に付着した筋肉組織を裂くことによってささみ肉が損傷してしまう。また、叉骨が折れてしまう場合が多く、折れた状態で叉骨を取り出す時に周囲の組織が損傷してしまう。さらに、骨片が残っていると消費者に危険をもたらしてしまう。鋭利な骨片を摂取してしまうと、様々な胃腸の問題を引き起こす可能性がある。骨片の自動除去は、多くの場合、家禽屠体の中で最も高価な部分である家禽の胸部キャップ内のささみ肉の損傷につながることが多い。
【０００４】
別の既知の自動化された方法では、家禽胸部キャップの内部で叉骨を切断し、複数の別個の部分において除去する。このような方法では、切断の結果生じる骨破片が鶏肉内に存在したままになる、または、更なる加工工程においても鶏肉内に存在したままになり、製品の不良または望ましくない消費者体験をもたらす可能性がある。
【０００５】
２０１５年７月１０日の米国農務省の情報によると、米国家禽の家庭内消費量は１人当たり年間約４７．９ｋｇで、２０１６年には４８．８ｋｇに増加すると見込まれている。これらの数値は屠体重量を基本として報告されており、世界的に増加している家禽の需要を裏付けている。
【０００６】
上記のように、叉骨の除去工程中に叉骨の破損を防止しつつ、鶏肉を無駄にしてしまうのを最小限に抑えながら叉骨を抜去可能な叉骨除去装置が必要とされている。また、叉骨の抜去工程中に叉骨が破損してしまった場合に、骨断片または骨片が屠体の残りの部分に拡散しないようにする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、上記のような除去装置および従来技術の欠点の少なくとも一つを克服または低減する能力を提供することである。本発明の更なる目的は、組み立ておよび操作において煩雑ではない別の解決策を提供することである。また、本発明の別の目的は、有用な代替手段を少なくとも提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明は、添付の請求項の一つ以上に規定された装置、家禽の骨抜き胸肉生産システムおよび方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、骨断片、破片または裂片による肉の汚染および肉の損傷を防止する、または、少なくとも実質的に減少させながら、家禽の胸部キャップから叉骨を確実に除去することを達成することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、本発明の叉骨除去装置は、家禽の骨抜き胸肉生産システムのための装置であって、ガイドフレームを備える。ガイドフレームは、搬送経路内の搬送面内に位置するように家禽の骨抜き胸肉生産システム本体に取付けられるように構成される。叉骨除去装置は更に、ガイドフレームに対して並進するようにガイドフレームに摺動可能に取り付けられたキャリッジを備える。この移動は、搬送方向上流の第１の位置と、搬送方向下流の第２の位置との間で行われる。また、叉骨除去装置は、搬送面に垂直な方向に移動するようにキャリッジに移動可能に接続された叉骨掴持ユニットを備える。この移動は、後退位置と延出位置との間で行われる。搬送面に垂直な方向の移動は枢動を含み、最小回転半径が理論的に当該運動が搬送面に対して実質的に垂直となる点を含むことが理解されよう。さらに、搬送面とは、叉骨除去装置の近傍における搬送の局所的平面も意味することが理解されるであろう。
【００１１】
叉骨掴持ユニットは、その下流端にガイドユニットを含む。後退位置と延出位置との間を移動し、延出した時に家禽の屠体の叉骨を掴むように、ナイフキャリアがガイドユニットに摺動可能に接続されている。使用時には、叉骨掴持ユニット、および、家禽の骨抜き胸肉生産システムに取り付けられたガイドフレームが、第１の位置から第２の位置へ移動するように、家禽骨抜き肉生産システムのマンドレルまたは搬送装置構成要素の一つと係合するように配置される。ガイドフレームは、その高さおよび位置が調節可能であり、骨抜き肉生産システムの要求に応じて装置を調整することが可能である。
【００１２】
キャリッジは、家禽屠体を受け入れるために第１の位置へと弾性的に付勢され、係合するとこの弾性付勢に抗して第２の位置に移動するように構成される。キャリッジのこの動きは、キャリッジとマンドレルとが搬送方向に共に移動するのを可能にし、骨を抜く作業に関連する全てのオペレーションがマンドレル上にある家禽の胸部キャップに対して同じ速度で行われるようになっている。これにより、装置は、マンドレルの速度またはスピードを変化させることにより脱骨作業中に同じ精度を維持することが可能になる。その結果、叉骨を制御された方法で抜去することができ、叉骨を破砕するリスクを低減することができる。
【００１３】
叉骨除去装置は、好ましくは搬送経路が実質的に水平な面を通って延びている家禽胸部キャップ用自動脱骨システムにおいて使用するのに適している。
【００１４】
必要に応じて、キャリッジは、後退位置と延出位置との間で掴持ユニットを移動させるべく当該掴持ユニットに接続された第１のリニアアクチュエータを有する。好ましくは、第１のリニアアクチュエータは空気圧シリンダである。叉骨の抜去は、掴持ユニットの後退時に行われることが理解されるであろう。これは、掴持ユニットの後退および延出を制御して肉の損傷の可能性を減らすことができるという利点がある。リニアアクチュエータを使用する場合、重力の影響下のみにある場合よりも、掴持ユニットを延出位置に速く戻すことができる。これにより、叉骨の抜去速度を上げることができ、脱骨工程に必要な時間を短くできる。
【００１５】
必要に応じて、キャリッジはナイフキャリアに接続された第２のリニアアクチュエータを有してもよく、ナイフキャリアをガイドユニットに沿ってスライドさせて叉骨を掴むように構成してもよい。第２のリニアアクチュエータは、好ましくは空気圧式である。このように、掴持速度（ナイフキャリアが延びる速度）は制御可能であり、調整することができる。次に、様々なマンドレル速度で同一の動きによる叉骨の掴持を行ってもよい。更なる利点は、叉骨の破損を防ぐように延出速度を調整可能であることである。これによりナイフキャリアの後退動作を調整することができ、家禽の胸部キャップが骨片または骨断片などの骨材料で汚染される可能性が小さい時に、叉骨を離すように調整することができる。ナイフキャリアを引込めるタイミングは、次のマンドレルに係合される前に叉骨が放出されるように調整され、次のマンドレル上の次の家禽胸部キャップが骨材料によって汚染されるのを防止することができる、または、少なくとも実質的にその可能性を低減させることができる。掴持動作も制御され、その力が制限される。これは、例えば、空気圧アクチュエータを使用した場合、所定の空気圧に設定することによって達成され得る。これにより、叉骨に関連しない物体、材料または組織が偶発的に係合してしまうのを防ぐことができる。
【００１６】
必要に応じて、キャリッジは、ばね負荷付勢、空気付勢、磁気付勢、例えばサーボモータによる電気付勢、または、力付勢によって第１の位置に弾性的に付勢される。先行技術の任意の組み合わせも実施可能であることは明らかである。この場合、キャリッジは自動的に第１の位置に戻る。
【００１７】
弾性付勢は、少なくとも一つの螺旋状に巻かれたばねによって生成されてもよい。この場合、弾性付勢はコストが低く、比較的保守が楽であり、高い信頼性を有する。ばねは更に、駆動が必要なく、搬送方向とは反対の方向にキャリッジを移動させるべく解放されるべき運動エネルギーを貯蔵することができる。
【００１８】
叉骨掴持ユニットはキャリッジに枢動可能に接続されてもよい。叉骨掴持ユニットは、搬送経路に向かう延出位置と搬送経路から離れる後退位置との間で枢動するように構成されていることが理解されよう。延出位置では、掴持ユニットは搬送径路に対して傾斜している。掴持ユニットの枢動の性質により、キャリッジとは無関係に、マンドレル（搬送）の運動方向に僅かに移動する能力が与えられている。枢動は、係合によって生じる衝撃を緩和することができる。このようにして、装置は、家禽の胸部キャップから叉骨を取り出す高速処理を可能にする。さらに、枢動によって、マンドレルからの係合解除が容易になり、装置が詰まってしまい動作停止するのを防ぐことができる。
【００１９】
キャリッジは、叉骨掴持ユニットを介して係合するように構成されてもよい。マンドレルによって直接的にではなく、叉骨掴持ユニットを介してキャリッジが係合されることにより、更なる衝撃緩衝効果を得ることができる。さらに、これは、掴持ユニットが係合する準備ができている時に、装置がマンドレルによってのみ係合されることを可能にする。
【００２０】
加えておよび／またはこれに代えて、キャリッジをマンドレルに係合させて、キャリッジと掴持ユニットとが共動するように構成できる。
【００２１】
ガイドユニットは中央ガイドトラックを有してもよい。この場合、ナイフキャリアは専用ガイドトラックに沿ってより正確に案内される。
【００２２】
ナイフキャリアは、叉骨に付着している腱組織を切断するための切断要素を有する。付着した腱組織を取り除くことによって叉骨を掴持するのを助ける切断要素を備える。
【００２３】
切断要素は、収束する刃先を有するくさび形の刃を含む。くさび形の刃は、叉骨を掴持される所定の位置に押し込み、更に腱組織を切断する機能を提供する。これにより、叉骨を抜き出すべ当該叉骨にアクセスするのを容易にする。
【００２４】
切断要素は、中央ガイドトラック上に取り付けられてもよい。この場合、切断要素は家禽の胸部キャップの対称性に従って切断を行う。これにより、家禽の胸部キャップの対称面において当該胸部キャップを裂くことが可能になる。
【００２５】
ナイフキャリアは、一対の把持要素を有してもよい。これにより、家禽の胸部キャップにおける叉骨を対称的に把持することが可能になるという利点がある。把持縁部はまた、それらの移動方向に沿って、および、それらの移動方向に切断可能であってもよいことは明らかである。好ましくは、把持要素はそれぞれ、把持スラットを有する。この場合、平らなクランプ面と、鋭利な刃先または把持縁部との両方を設けることができる。
【００２６】
切断要素および把持要素、好ましくは、把持スラットは、共通の合流点に収束するように構成されてもよい。このように構成することで、把持要素および切断要素による全ての切断が一点で交わり、切断された叉骨および付着した組織を同時に分離することを可能にする。更に、腱組織を介して叉骨が屠体に付着したままになることを防止できる。
【００２７】
把持スラットは、互いに収束する把持縁部を有してもよい。これにより、把持スラットの収束形状が得られる。把持スラットは、叉骨の形状に一致するまたは少なくとも叉骨の形状に合わせて調整される。このように構成することにより、叉骨が掴持されている間、叉骨の把持は叉骨上の所望の力分布で行われる。これにより、叉骨が骨折するおよび裂ける可能性が低減される。さらに、叉骨が抜き出される時に組織を傷つけずに温存できるという利点を有する。このようにして、家禽の胸部キャップのサイズの自然な変動およびわずかな解剖学的な相違があったとしても、一貫した除去結果を達成することができる。
【００２８】
収束する把持縁部は、互いに当接可能な刃先を含んでもよい。これにより、縁部がその刃先に収束することが可能になる。把持縁部は、他方の把持縁部と交わる切断部を提供することができ、把持された組織を家禽の胸部キャップの残りの部分から効果的に取り外すことが可能となる。叉骨が折れた場合に肉の汚染を防ぐべく、当接可能な刃先の後ろに骨を保持することができる。
【００２９】
把持スラットの各々の内側長手方向表面は、くさび形の刃の収束する刃先のうちの隣接する一つと平行に延びている。これにより、把持スラットおよびくさび形の刃を、一つのくさび形へと収束させることができる。
【００３０】
ガイドユニットは、ガイドユニットの上流方向において収束し対向する一対のサイドガイドトラックを含んでもよい。サイドガイドトラックを設けることにより、二つの把持要素を別個のガイドトラックに収束させることができる。このようにして、サイドガイドトラックは、叉骨を直接取り囲んでいる組織に沿って線状に切断することを可能にすると同時に叉骨を把持する。サイドガイドトラックおよび中央ガイドトラックが存在しない場合、把持要素はペンチを形成し得ることが理解されるであろう。
【００３１】
把持スラットは、ナイフキャリアの切断要素に向かって収束移動するためにサイドガイドトラックに取り付けられ得る。これにより、刃および把持スラットによる叉骨の把持が可能になる。その結果、叉骨の取り出しを容易にし、骨材料による肉の汚染を防止することができる。
【００３２】
中央ガイドトラックは、少なくとも２つの平行なガイドロッドを備えていてもよい。これにより、動作中にナイフキャリアまたはナイフキャリアの一部が中央ガイドトラックを中心に回転することを防止することができる。
【００３３】
必要に応じておよび／または上記に代えて、中央ガイドトラック周りにナイフキャリアが回転してしまうのを防止するように中央ガイドトラックを配置してもよい。例えば、中央ガイドトラックは、ナイフキャリアを案内するために、中央ガイドトラックの長さ方向に沿った一つ以上の凹部または凸部などの形状を有することができる。
【００３４】
サイドガイドトラックはそれぞれ、少なくとも２つの平行なガイドロッドを備えてもよい。これにより、動作中にサイドガイドトラックを中心に把持要素が回転するのを防ぐ。
【００３５】
必要に応じておよび／または上記に代えて、対応するサイドガイドトラック周りに把持要素が回転してしまうのを防止するようにサイドガイドトラックを配置してもよい。例えば、サイドガイドトラックは、把持要素を案内するために、サイドガイドトラックの長さ方向に沿った一つ以上の凹部または凸部などの形状を含んでもよい。
【００３６】
ナイフキャリアは接続ロッドを含み、共動のために、この接続ロッドに沿って把持要素が搬送面に平行に切断要素に摺動可能に接続される。これにより、全ての切断が同時にかつ効率的に実行される。切断の一つによって叉骨が損傷した場合には、それ以上の切断を行う必要がないので、骨片の潜在的な拡散リスクが低減される。
【００３７】
掴持ユニットは更に、延出位置から後退位置へと移動する時にナイフキャリアを洗浄するための洗浄部材を備えてもよい。ナイフキャリアは、適切に洗浄されなければ、一の家禽胸部キャップから次の家禽胸部キャップに骨片および／または肉を運んでしまうことは明らかである。したがって、切断要素が後退する時に、そのような汚染物質を掻き取るようにする。
【００３８】
洗浄部材は、傾斜面を有するくさび形のブロックであってもよい。くさび形の刃が洗浄部材の後ろに引っ込むように構成される。洗浄部材は収束点と把持スラットとの間に嵌るように構成される。洗浄部材はまた、洗浄部材と把持スラットとの間に家禽組織を固定するためのクランプ面を提供する。
【００３９】
洗浄部材は、洗浄部材から家禽組織を除去するべく、ガス、好ましくは空気の噴射を行うための少なくとも一つの開口部を備える。これにより、残っている家禽を洗浄部材から完全に除去することができる。その結果、洗浄要素の信頼性を高め、汚染を低減することができる。好ましくは、少なくとも一つの開口は、洗浄部材のスレート表面上に設けられる。
【００４０】
ナイフキャリアは、延出位置に移動することによって少なくとも部分的に閉鎖された容積を叉骨周囲に形成するように構成されてもよい。この場合、叉骨および周囲の組織を掴んだ時に、部分的に閉鎖された容積にこれらを格納することができる。このようにすることで、切断された組織と家禽の胸部キャップとの間に障壁を効果的に提供し、骨断片による肉の汚染を防止することができる。
【００４１】
ガイドフレームは、ナイフキャリアを洗浄するために、水の噴射、好ましくは加圧された水を供給する洗浄ノズルを有してもよい。これにより、次の家禽の胸部キャップを汚染する可能性がある粘着性の組織をナイフキャリアから除去することができる。
【００４２】
本発明の第２の態様では、家禽の骨抜き胸肉生産システムを提供する。家禽の骨抜き胸肉生産システムは、本発明の第１の態様の任意の実施形態に係る叉骨除去装置を備える。システムは更に、搬送経路を動くように構成されたコンベヤと、家禽屠体を運ぶように配置された少なくとも一つのマンドレルとを備える。少なくとも一つのマンドレルは、搬送経路を通って移動するようにコンベヤに接続される。叉骨掴持ユニットは、マンドレルおよびコンベヤ部品のうちの一つと係合するように構成されている。
【００４３】
このようなシステムは、実質的に水平な搬送面内の叉骨除去装置を使用して動作してもよい。水平な搬送面内で動作することにより、家禽の胸部キャップを重力方向に従って頭が下になるように吊り下げる必要はない。これにより、生産装置および後続の加工ステーションの複雑さを低減することができる。
【００４４】
装置およびシステムは、叉骨掴持ユニットと、少なくとも一つのマンドレルおよびコンベヤ構成要素のうちの少なくとも一方との係合中に、キャリッジおよびマンドレルが互いに対して静止した状態を保つように構成することができる。これにより、マンドレルの速度とは無関係に叉骨の抜去が可能になる。
【００４５】
２つ以上の装置を搬送経路内に望ましくは直列に配置して、これら２つ以上の装置が搬送経路内で交互のマンドレルによって係合可能となるようにしてもよい。この場合、装置はその作業負荷を、搬送経路の上流または下流の更なる装置と分担することができるという利点を有する。また、骨抜き肉生産システムは、高速マンドレル速度（搬送経路におけるマンドレルの移動速度）に対応可能になる。マンドレルの速度は、少なくとも装置の物理的な整合性、または、キャリッジの第１の位置と第２の位置との間の距離、および、抜去の所要時間によって制限されることは明らかである。
【００４６】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様のいずれかに係る家禽骨抜き胸肉生産システムにおける本発明の第１の態様のいずれかに係る叉骨除去装置を使用して、少なくとも一つの家禽胸部キャップから叉骨を除去する方法が提供される。上記方法は、叉骨を取り囲む腱および組織を切断する工程と、少なくとも一つの家禽胸部キャップから叉骨を除去する工程とを備える。方法は更に、コンベヤ構成要素を使用して叉骨除去装置を係合させる工程を備えてもよく、キャリッジおよび叉骨除去装置の掴持ユニットをコンベヤ構成要素と共動させるために、例えば、マンドレルのようなコンベヤ構成要素を使用してもよい。叉骨を含む家禽の胸部キャップがマンドレル上に配置され、マンドレルの速度および方向とコンベヤ構成要素の速度および方向とが同じであることは明らかである。この方法は、叉骨の抜去が行われる様々なマンドレル速度で有利に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明を添付の図面を参照して、いくつかの特定の実施形態により更に説明する。詳細な説明では、本発明の可能な実施形態の例が示されるが、本発明の範囲内にある唯一の実施形態を説明しているものと見なされるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲に規定されており、詳細な説明は本発明を限定するものではなく例示的なものと見なされるべきである。
【００４８】
【図１】家禽胸部キャップを脱骨するための家禽骨抜き胸肉生産システムの等角図である。
【図２】図１のシステムで使用されるコンベヤチェーンの一部を概略的に示した図である。
【図３】図１のシステムの搬送経路内の叉骨除去装置の概略的な側面図である。
【図４】図３の叉骨除去装置の概略的な斜視図である。
【図５】図３および図４の叉骨除去装置の別の概略的な斜視図である。
【図６】ナイフキャリアが後退位置にある時の図３から図５の叉骨除去装置に使用される叉骨掴持ユニットの概略的な底面図である。
【図７】ナイフキャリアが後退位置にある時の図６のキャリッジおよび叉骨掴持ユニットの上方からの概略的な斜視図である。
【図８】ナイフキャリアが延出位置にある時の叉骨掴持ユニットの概略的な底面図である。
【図９】ナイフキャリアが後退位置にある時の図８のキャリッジおよび叉骨掴持ユニットの上方からの概略的な斜視図である。
【図１０】マンドレルと接触する位置にある、図３の叉骨除去装置の概略的な側面図である。
【図１１】マンドレルが係合中の図１０の叉骨除去装置の概略的な側面図である。
【図１２】マンドレルの係合が解除された後の図１１の叉骨除去装置の概略的な側面図である。
【図１３】叉骨を放出する時の図１２の叉骨除去装置の概略的な側面図である。
【００４９】
図１は、家禽胸部キャップを自動脱骨するシステム１の斜視図である。システム１の両端には、脚部３，５，７，９が設けられている。脚部３，５，７，９にはそれぞれ台座１１が設けられており、作業空間床面に対してシステム１を水平にするように、台座１１の少なくとも一つは調整可能に構成されている。システム１はまた本体１３を備え、前側ドア１５、第１の後側ドア１７および第２の後側ドア１９がヒンジ結合されている。また、本体１３には、コントロールパネル２１が設けられている。システム１内には、胸部キャップを搬送するマンドレル２５用の無端コンベヤ２３が配置されている。図１に示すように、コンベヤトラック２３の一部は露出されており、ドアによって覆われていない。この露出した部分から、（図示していないが周知の）家禽胸部キャップをマンドレル２５に装填することができる。
【００５０】
図２には、関連するマンドレル２５を有するコンベヤチェーン２７の一部が拡大して示されている。マンドレル２５はそれぞれ、３つの別個のチェーンリンク２９，３１，３３が連結したピッチを有する。中間に位置するチェーンリンク３１は、前段チェーンリンク２９と後段チェーンリンク３３との間に配置されている。前段チェーンリンク２９をそれぞれの後段チェーンリンク３３に枢動可能に連結したチェーンリンクの連続によって、無端コンベヤチェーン２７が形成されている。矢印３９の方向または搬送方向に移動するように、コンベヤチェーン２７は（図１に示すように）被駆動ホイール３０と係合される。中間チェーンリンク３１には、シャフト４１を介してマンドレル２５に回転不能に連結されたゼネバ機構３５を回転可能に支持するための軸受が設けられている。ゼネバ機構３５を矢印４３の方向に回転させると、マンドレル２５も同じ方向に回転する。ゼネバ機構３５には内側に向かって斜めにスロット３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられており、矢印４３の方向にマンドレル２５を回転させるための（図示していないが周知の）ガイドチャネル内の（図示していないが周知の）戻り止めと係合する。マンドレルの回転性により、システム１は、単一の搬送面内で家禽胸部キャップの様々な自動脱骨を行うことができる。図１から分かるように、家禽の胸部キャップは、単一の搬送面内で搬送される。ここでの搬送面は実質的に水平であり、図１においてマンドレル２５が搬送される経路によって画定される。マンドレル２５には、家禽の胸部キャップの中心骨をクランプ保持するために、ばね付勢されたクランプ３７がさらに設けられている。図２に示すようなマンドレル２５の位置では、胸部キャップ肉は、マンドレル２５の対向する側面に依存し、シャフト４１に対して垂直に延びる対称面を画定する。したがって、マンドレル２５の対称面は垂直位置に保たれ、胸部キャップは重力に対して中立的にマンドレル２５上に支持される。このようにすることにより、胸部キャップ肉に横方向に偏りがなくなる。マンドレル２５については概して、米国特許第５，０４５，０２４号明細書に記載されている種類のものであってよい。
【００５１】
図３には、システム１の運搬経路とも称される運搬経路４７に、叉骨除去装置４５が示されている。装置４５は、２つの取り付け部材４９ａ、４９ｂを介してシステム１の本体１３に取り付けられており、そこから装置４５のガイドフレーム５１が吊り下げられている。装置４５が移動するのを防ぐべく、ガイドフレーム５１が本体１３に対して固定されている。図４および図５にさらに示されているように、ガイドフレーム５１は、２つのばね付勢ガイド部材５３ａ、５３ｂ（図４に示す５３ｂ）を有している。キャリッジ５５は、ばね付勢されたガイド部材５３ａ、５３ｂ上に滑動可能に取り付けられることによって、ガイド枠５１に取り付けられている。キャリッジ５５は、搬送方向３９上流の第１の位置と、搬送方向３９下流の第２の位置との間で移動可能である。ばね付勢されたガイド部材５３ａ、５３ｂにはさらに、ガイド部材５３ａ、５３ｂそれぞれの周りに螺旋状に巻かれたばね５７ａ、５７ｂ（図４に示す５７ｂ）が設けられており、キャリッジ５５をその第１の位置へと付勢する弾性付勢力を提供している。キャリッジ５５には、枢動軸６１によってキャリッジ５５に枢動可能に接続された叉骨掴持ユニット５９が設けられている。叉骨掴持ユニット５９は、搬送経路４７に向かって延出した位置（図３に示す）と、搬送経路４７から離れた後退位置（図１２に示す）との間で枢動するように配置されている。矢印６３は、搬送方向３９に対して垂直であり搬送面に対して垂直な、叉骨掴持ユニット５９の後退動作の方向を示している。延出運動は、矢印６３の方向とは反対である。また、叉骨掴持ユニット５９を後退および延出させるための空気圧シリンダとして設けられた第１のリニアアクチュエータ６５によって、叉骨掴持ユニット５９がキャリッジ５５に接続されている。叉骨掴持ユニット５９はさらに、叉骨掴持ユニット５９の下流端部６８にガイドユニット６９を備える。また、叉骨掴持ユニット５９には、ガイドユニット６９に取り付けられる当接部材６７が設けられている。当接部材６７は、マンドレル２５のばね付勢されたクランプ３７を受け入れるように配置されたゴム製のブロックである。ナイフキャリア７１は、図６に示される後退位置と図８に示される延出位置との間で移動するようにガイドユニット６９に摺動自在に接続されて、マンドレル２５によって搬送される（図示していないが周知の）家禽の胸部キャップを掴持する。延出位置は、ナイフキャリア７１をガイドユニット６９に沿って矢印７７の方向にスライドさせることによって得られる。ガイドユニット６９およびナイフキャリア７１については、以下でさらに詳細に説明する。叉骨掴持ユニット５９は、ガイドユニット６９に沿ってナイフキャリア７１をスライドさせるためにナイフキャリア７１に接続された第２のリニアアクチュエータ７３をさらに備える。第２のリニアアクチュエータ７３もまた、空気圧シリンダである。マンドレル２５のばね付勢されたクランプ３７が当接部材６７に係合することにより、叉骨掴持ユニット５９が搬送方向３９に押されてマンドレル２５に係合される。叉骨掴持ユニット５９が係合することにより、キャリッジ５５と叉骨掴持ユニット５９とが搬送方向３９に共動する。
【００５２】
図４には、図３の叉骨除去装置４５が斜視図で示されている。取付部材４９ａ、４９ｂにはそれぞれ、本体１３の構成要素をねじ止めするための取付開口８５ａ、８５ｂ（図５に示す８５ａ）が設けられている。本体１３は、取付部材４９ａ、４９ｂとラッチ８７ａ、８７ｂ（図５に示す８７ａ）との間でそれぞれ締め付けて固定される。取り付け開口部８５ａ、８５ｂはさらに、所望により叉骨除去装置４５を搬送経路４７に沿って配置または位置を変更することを可能にする。ガイドユニット６９は、中央のガイドトラック８９、および、ガイドユニットのガイドの上流方向または矢印７７の方向に収束する一対のサイドガイドトラック９１，９３を有する。ナイフキャリア７１は、中央ガイドトラック８９に摺動可能に接続された切断要素９５と、サイドガイドトラック９１，９３に摺動可能に接続された一対の把持要素９７，９９とを備える。切断要素９５および把持要素９７，９９は、接続ロッド１０１に沿って摺動可能に連結されており、接続ロッド１０１に沿って移動し、切断要素９５と共に矢印７７の方向に移動可能になっている。第２のリニアアクチュエータ７３は、切断要素９５を介してナイフキャリア７１を作動させるべく、ナイフキャリア７１の切断要素９５に取り付けられる。切断要素９５はくさび形の刃１０３（図６に示す）を含み、把持要素９７，９９は把持スラット１０５，１０７をそれぞれ含む。図４に示すナイフキャリアは、後退位置にある。さらに、ガイドフレーム５１には、ナイフキャリア７１およびガイドユニット６９に向けられた洗浄ノズル１１０ａ、１１０ｂが取り付けられており、ナイフキャリア７１を洗浄するためにナイフキャリア７１に加圧水を噴射するようになっている。
【００５３】
図５において、ばね付勢ガイド部材５３ａ、５３ｂは互いに平行であり、ガイドフレーム５１の両側に取り付けられている。ガイドフレームは、図４に示すガイドチャネル１０９ａ、１０９ｂ、および、図５に示すガイドチャネル１０９ｃ、１０９ｄを備え、これらにより取付部材４９ａ、４９ｂを固定する位置を決定し、装置４５の位置を搬送経路４７上で変更するのを可能にする。把持スラット１０５，１０７の各々は、互いに当接可能な刃先１１１，１１３（図６に示す１１３）を有する。洗浄部材１１５は三角形の傾斜面を有するくさび形のポリマーブロックとして設けられており、洗浄部材から家禽組織を除去するべく空気を噴射するように配置された（図５に示すような）２つの開口部１１６Ａ、１１６Ｂを備える。ナイフキャリア７１が後退位置にある時に、洗浄部材１１５は、把持スラット１０５，１０７の互いに当接可能な刃先１１１，１１３を洗浄するように、叉骨掴持ユニット５９に取り付けられる。洗浄部材１１５は、切断要素９５のくさび形の刃１０３が洗浄部材１１５の下縁部１１７を越えて洗浄部材１１５を通り過ぎて移動可能にするような形状を有している。くさび形ブレード１０３が、洗浄部材１１５の底縁部１１７上で後退する動きにより、くさび形の刃１０３から家禽組織を除去する掻き取り動作が提供される。洗浄部材１１５は、把持スラット１１１，１１３が洗浄部材１１５を通り過ぎて、側縁１１９，１２１上を移動することを可能にするような形状を有する。洗浄部材１１５はまた、以下にさらに説明するように、洗浄部材１１５と把持スラット１１１，１１３との間で家禽組織を把持することを可能にする。
【００５４】
図６には、図３〜図５の叉骨除去装置４５で使用されている叉骨掴持ユニット５９の底面図が示されており、ナイフキャリア７１が後退した状態が示されている。当接部材６７は、この図には示されていないが、叉骨掴持ユニット５９の一部である。くさび形状の刃１０３は、収束する刃先１２３，１２５を有する。把持スラット１０５，１０７のそれぞれの内側長手方向の面１２７，１２９は、くさび形の刃１０３の隣接する収束する刃先１２３，１２５と平行に延びている。サイドガイドトラック９１，９３は、ガイドユニット６９の上流方向または矢印７７の方向に収束するように鋭角をなすように配置されている。中央ガイドトラック８９および第２のリニアアクチュエータ７３は、軸１３１に平行に延びている。第２のリニアアクチュエータ７３は、作動されると、中央ガイドトラック８９に沿って切断要素９５が直線運動をするように構成されている。サイドガイドトラック９１，９３は、軸１３１から２０°の角度で取付けられている。中央ガイドトラック８９およびサイドガイドトラック９１，９３に沿った動きは全て、軸１３１および軸１３３によって画定される動作面に平行である。軸１３３は、軸１３１に垂直な接続ロッド１０１によって規定される。
【００５５】
図７には、ナイフキャリア７１が延出位置にある状態のキャリッジ５５を備えた叉骨掴持ユニット５９の斜視図が示されている。ここでは、切断要素９５は、ピストンロッド１３５を介して第２のリニアアクチュエータ７３に取り付けられている。接続ロッド１０１は、ナイフキャリア７１の切断要素９５に固定されている。その結果、くさび形の刃１０３は、接続ロッド１０１に対して静止した状態を保つ。
【００５６】
図８には、ナイフキャリア７１が延出位置にある状態の図６および図７の叉骨掴持ユニット５９の斜視図が概略的に示されている。延出位置では、把持スラットは、共通の合流点である、くさび形の刃１０３の前端１０４に収束している。また、把持スラット１０５，１０７はそれぞれ、洗浄部材１１５の側縁１１９，１２１に向かって移動している。把持スラット１０５，１０７の洗浄部材１１５へ向かう動きは、把持スラット１０５，１０７と洗浄部材１１５の側縁１１９，１１７との間の（図示していないが周知の）家禽組織を把持または挟持を可能にする把持動作または挟持動作である。くさび形の刃１０３は、（図示されていないが周知の）叉骨に付着した腱組織を切断するのに十分な程度に鋭利になっている。くさび形の刃１０３はさらに、把持スラット１０５，１０７によって把持される位置へと、叉骨を押し込むことができる。ナイフキャリア７１が延出した状態では、家禽の胸部キャップの叉骨は閉容積１３７（図９に示されている）内にしっかりと保持されている。各把持スラット１０５，１０７の内側長手方向面１２７，１２９は、くさび形の刃および洗浄部材１１５と共に容積１３７を取り囲んでいる。くさび形の刃１０３によって切断された家禽胸部キャップの一部が、把持スラット１０５，１０７によって閉容積１３７内に収容され、所定の位置に保持される。
【００５７】
図９には、ナイフキャリア７１が延出位置にある状態のキャリッジ５５を備えた叉骨掴持ユニット５９の斜視図が示されている。中央ガイドトラック８９は、切断要素９５が中央ガイドトラック８９に沿って回転しないように固定する２つの平行なガイドロッド８９ａ、８９ｂから構成される。サイドガイドトラック９１，９３はそれぞれ、（図４に示す）把持要素９７，９９がサイドガイドトラック９１，９３の周りを回転するのを防止する平行ガイドロッド９１ａ、９１ｂおよび平行ガイドロッド９３ａ、９３ｂから構成される。
【００５８】
図１０〜図１３は、マンドレル２５によって搬送される（図に示されていないが周知の）家禽の胸部キャップから叉骨を抽出する工程における、キャリッジ５５、叉骨掴持ユニット５９および叉骨除去装置４５のナイフキャリア７１の相対運動を説明している。図１０〜図１３は、叉骨を抽出する工程を順番に示している。
【００５９】
図１０は、図３の叉骨除去装置４５の概略的な側面図である。叉骨除去装置は、係合する前にマンドレル２５と接触する。係合の前には、キャリッジ５５は第１の位置にあり、叉骨掴持ユニット４５は延出位置にある。ナイフキャリア７１は、図６および図７に示すように、後退位置にある。当接部材６７は、叉骨掴持ユニット４５に取り付けられている。キャリッジ５５と係合するために、マンドレル２５のばね付勢されたクランプ３７は当接部材６７に衝突し、マンドレル２５からの運動エネルギーを叉骨掴持ユニット４５に伝達する。図１０に示すように、マンドレル２５が搬送方向３９にさらに移動すると、キャリッジ５５とマンドレル２５とが互いに対して静止した状態になる。マンドレル２５が係合する前は、キャリッジ５５もガイドフレーム５１に対して静止している。
【００６０】
図１１には、マンドレル２５が係合する間の、図１０の叉骨除去装置４５の側面図が示されている。キャリッジ５５は、図１０に示す第１の位置から第２の位置に移動したことが分かる。当接部材６７がマンドレル２５のばね付勢されたクランプ３７と接触したままであり、叉骨掴持ユニット４５は延出位置にとどまっている。また、ナイフキャリア７１は、図６および図７に示す後退位置から、図８および図９に示す延出位置に移動したことが分かる。ナイフキャリア７１の延出位置において、ナイフキャリア７１は、（図示されていないが周知の）家禽の胸部キャップの叉骨に取り付けられた腱組織を既に切断している。把持スラット１０５，１０７は互いに向かって収束するように位置し、くさび形の刃１０３と共に、互いに当接可能な刃先１１１，１１３で叉骨を把持して当該叉骨を切り取る。
【００６１】
図１２には、マンドレル２５との係合が解除された後の図１１の叉骨除去装置４５の側面図が示されている。叉骨掴持ユニット５９は、延出位置から後退位置まで矢印６３の方向に枢動した状態である。後退位置では、掴持ユニット５９は搬送経路３９から離間して、マンドレル２５に載った（図示されていないが周知の）家禽胸部キャップから離れるように移動する。ここでは、第１のリニアアクチュエータ６５が、叉骨掴持ユニット５９を後退位置に移動させる。叉骨および叉骨に付着した組織は閉容積１３７の内に保持されており、叉骨掴持ユニット５９が後退することによって（図示されていないが周知の）家禽胸部キャップから除去される。叉骨掴持ユニット５９の延出から後退への動きにより、家禽の胸部キャップから叉骨およびまだ付着している組織を引っ張り出す動きをもたらし、その結果、叉骨を抜去することができる。叉骨掴持ユニットが後退する間、ナイフキャリア７１は延出位置にとどまる。
【００６２】
図１３には、図１２の叉骨除去装置４５の側面図が示されている。ここではキャリッジ５５は、搬送方向３９の下流の第２の位置から搬送方向３９の上流の第１の位置に戻っている。ナイフキャリア７１はさらに、延出位置から後退位置に移動している。ナイフキャリア７１は、第２のリニアアクチュエータ７３を用いて後退位置に移動される。後退位置では、今抜去された（図示していないが周知の）叉骨が放出される。叉骨の放出は、図示されるようにマンドレル２５が搬送経路４７に沿って搬送方向３９にさらに進んだ時に行われる。くさび形の刃１０３を洗浄部材１１５に沿って移動させることにより、付着した組織を刃１０３から掻き取る。さらに、洗浄ノズル１１０ａ、１１０ｂを使用してナイフキャリア７１を介して水が噴射されることにより、残りの家禽組織がナイフキャリア７１から押し出され取り除かれる。次の家禽の胸部キャップに対して叉骨除去装置４５を準備するために、叉骨掴持ユニット５９を延出させる。叉骨掴持ユニット５９を延出させると、叉骨除去装置４５が図１０に示す状態に戻る。
【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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