(57)【要約】      （修正有）【課題】分房毎に泌乳特性が相違していても搾乳終了時間を揃えることができる搾乳機の分房別拍動制御システムの提供。【解決手段】搾乳機の拍動制御システムが、各ティートカップ１１に対して個別に拍動比を設定できるパルセータと、各ティートカップからの乳流量を個別に測定できる乳流量測定手段と、搾乳時間等のデータを保持する搾乳時間記録部１０５と、前記乳流量の測定値及び前記搾乳時間記録部に保持されたデータに基づいて拍動比を変更する制御手段とを備え、前記制御手段は最も搾乳時間の長かった分房を約７５：２５、最も搾乳時間の短かった分房を約６０：４０の拍動比で拍動させ、他の分房に対しては比例配分により拍動比を決定する。泌乳が終了した分房については拍動比を２０：８０〜２５：７５とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ティートカップに対して個別に拍動比を設定できるパルセータと、各ティートカップからの乳流量を個別に測定できる乳流量測定手段と、搾乳時間等のデータを搾乳終了後も保持する搾乳時間記録部と、前記乳流量の測定値及び前記搾乳時間記録部に保持されたデータに基づいて拍動比を決定しうる制御手段とを備えた搾乳機の拍動制御システム。
【請求項２】
前記制御手段が、前回搾乳時に最も搾乳時間の長かった分房を約７５：２５の高拍動比、最も搾乳時間の短かった分房を約６０：４０の標準拍動比とし、他の分房に対しては比例配分により拍動比を決定し、乳流量測定手段により泌乳終了が検知された分房については拍動比を２０：８０ないし２５：７５の低拍動比に変更することを特徴とする請求項１記載の搾乳機の拍動制御システム。
【請求項３】
前記制御手段が、前回搾乳時の搾乳時間が５分を超えた分房については計算結果にかかわらず約７５：２５の高拍動比で搾乳するように拍動比を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の搾乳機の拍動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は搾乳機による自動搾乳において、乳房炎を誘引するとされる過搾乳を防止するための拍動制御システム、特に分房別に拍動比（搾乳時間：休止時間）を制御し、４分房の搾乳時間を揃えるための制御を行う分房別の拍動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は主にパーラー方式の牛舎等で使用されるローラインの真空配管式搾乳機の一部を示す。通常、搾乳ユニットは１個のミルククローと、各分房に対応する４個のティートカップを有する。各ティートカップに筒状のゴム製ライナーを内装することにより、カップ内部をライナーの内側の乳汁流路と外側の空気室とに区分する。ティートカップ側面の接続口に接続した真空チューブは空気室をパルセータへ接続する。パルセータがティートカップの空気室に連通する真空チューブの接続先を、所定間隔で真空配管と大気圧とに交互に切り替えることにより、所定の拍動比（例えば６０：４０）でゴム製ライナーが拍動して子牛の口のような刺激を乳頭に与え、泌乳を促す。泌乳は、泌乳促進ホルモンが作用している３分〜５分程度続いた後で自然に終了する。なお、通常４個のティートカップに対して１個のパルセータを設けるが、この例では前側の２分房と後側の２分房に個別のパルセータを接続して、前分房の拍動比を後分房の拍動比よりも大きく設定できるようになっている。ティートカップの乳汁流路からミルククローに流入した乳汁は、ミルクチューブにより不図示のレシーバージャーへ運搬される。
【０００３】
図２の搾乳機は、さらに搾乳ユニットの回収のための自動離脱装置を備えている。自動離脱装置は搾乳真空圧の遮断と同時に離脱ロープを回収してミルククローを引き上げ、ミルククロー及びティートカップが床へ落下して汚れるのを防ぐ。特開平５-３１７３４３号公報には、スタンチョン（繋ぎ飼い）牛舎の搾乳管理システムにおいて、搾乳ユニットに流量検出部を設けて、搾乳終了時に自動離脱装置を作動させ、搾乳ユニットを回収する技術が記載されている。また搾乳ユニットにＩＤ検出部及びデータ記憶部を設け、乳量等の搾乳データを牛床ＩＤと関連付けてデータ記憶部に記録し、後で離れたコンピュータに転送することにより、搾乳データを自動集計して統計や解析を行うことができるようにする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５-３１７３４３号公報
【０００４】
従来の搾乳システムでは、１個のミルククローに対して１個のパルセータを設け、全ての分房の空気室に対して同一拍動比（例えば６０：４０）の拍動を与えて搾乳し、全分房の泌乳が終わった時点でティートカップを自動離脱装置により乳房から外していた。しかし、泌乳時間が分房ごとに相違するため、早く泌乳が終わった分房についても、他の分房の搾乳が続いている間は乳が出ない状態で搾乳が続けられることになり、過搾乳となってしまうことがあった。また、泌乳が終わった乳頭が搾乳真空圧にさらされることで乳頭とゴム製ライナーの位置がずれるライナースリップを生じ、ティートカップの上部から余分な空気が搾乳ラインに流入して搾乳真空圧が不規則に変動し、乳汁の逆流を起こす場合があった。この乳汁の逆流は乳頭を傷つけたり、乳房炎の感染の原因になるので好ましくない。
【０００５】
そこで、早く泌乳が終わった分房のティートカップだけを手で外すなどの対策がとられていたが、手間がかかる上、搾乳ユニットの重量バランスが崩れて他分房がライナースリップしやすくなる、早く終わる分房を記憶しておく必要があるので搾乳者の交代時に対応できない、等の問題があった。
【０００６】
特表２０００−５０３５２４号公報には、各ティートカップに対して搾乳吸引圧の制御装置を設け、搾乳中に各ティートカップの空気室に設けた圧力センサーで拍動吸引圧を測定して分房の乳流量の低下を検知すると、そのティートカップの拍動吸引圧を低下させることにより、各分房の泌乳終了に合わせて搾乳を弱め、乳汁の逆流やライナースリップを防ぐようにした搾乳制御方法及び装置が記載されている。また拍動吸引圧を低下させるかわりに、閉じた状態が長くなるように拍動比を制御することも記載されている。しかし各ティートカップの拍動比を個別に制御するための具体的な方法は示されていない。
【特許文献２】特表２０００−５０３５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特表２０００−５０３５２４号公報記載の搾乳制御方法及び装置では、搾乳中の乳流量の変化に応じて搾乳の強さを変え、泌乳の終わった乳頭が強い搾乳真空圧にさらされることを防いでいるが、搾乳開始から乳流量の低下が始まるまでは同じ強さで搾乳を行うものであった。従って、泌乳量の多い分房と少ない分房が存在する場合に特定の分房が早く泌乳を終えることは防止できなかった。また、４分房からの乳量を合わせた合乳の乳量が時間的に変動することも避けられなかった。
【０００８】
本発明は、分房毎に拍動比を変える制御方法であって、分房毎に泌乳特性が相違していてもなるべく搾乳終了時間を揃えることができる搾乳機の分房別拍動制御システムを提供することを目的とする。また、合乳としての乳汁流出量を平均化することが可能な搾乳機の分房別拍動制御システムを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、各ティートカップに対して個別に拍動比を設定できるパルセータと、各ティートカップからの乳流量を個別に測定できる乳流量測定手段と、搾乳時間等のデータを搾乳終了後も保持する搾乳時間記録部と、前記乳流量の測定値及び前記搾乳時間記録部に保持されたデータに基づいて拍動比を変更する制御手段とを備えた搾乳機の拍動制御システムにより、上記の課題を解決する。
【００１０】
すなわち各分房に対応するティートカップ毎にパルセータ及び乳流量測定手段を備え、乳汁流出終了を検出して個別に拍動比を制御できるようにする。乳流量測定手段としては電気伝導度センサを用いることができる。また搾乳終了後も各分房毎の搾乳時間若しくはその平均値を記憶できる記憶部を設けて分房毎の搾乳時間等を記憶しておき、搾乳開始時から前回の搾乳時間に応じて積極的に拍動比を制御することにより、各分房の搾乳終了時間を揃えると共に、合乳としての乳汁流出量を平均化する。全部の分房について乳汁流出終了が検出されたときは終了を表示し、自動離脱装置を有する場合はこれを作動させて、搾乳ユニットの回収を行う。
【００１１】
搾乳開始時には、最も搾乳時間の長かった分房を分房毎の搾乳時間のばらつきを小さくし、早く泌乳終了する分房の過搾乳時間を短縮することができる。それにより全搾乳時間及び過搾乳時間が短縮され、乳房炎のリスク及び乳牛のストレスが軽減される効果があり、搾乳機の稼働時間が短くなるのでランニングコストも下がる。また、搾乳行程の全体にわたる合乳の流出量変動を小さくし、乳汁滞留や逆流の危険を一層減らす効果もある。さらに搾乳者が変わった場合でも、牛体の特性に応じた最適な搾乳が可能となる。好ましくは、牛床に設けられた被識別部や牛体に付けられたタグ等からＩＤを読み出し、分房別の搾乳時間と共に記憶部に記憶すれば、搾乳順序等が変わっても特定の牛に対するデータを読み出すことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の搾乳機の分房別拍動制御システムにおいて、前記制御手段が、前回搾乳時に最も搾乳時間の長かった分房を高拍動比（７５：２５）で、最も搾乳時間の短かった分房を標準拍動比（６０：４０）で搾乳し、他分房は比例配分する。ここで７５：２５の拍動比とは、一回の拍動周期が１秒であれば、０．７５秒間真空圧を供給した後０．２５秒間大気圧を供給することを意味する。本発明では分房毎の搾乳時間のみに基づいて拍動比を決定するので、制御手段及び搾乳時間記録部を簡易な構成とすることができる。また、乳流量測定手段により泌乳終了が検知された分房について、拍動比を２０：８０ないし２５：７５の低拍動比、好ましくは約２５：７５とする。分房の泌乳が終了している場合でもティートカップが落下しないように拍動真空圧を供給する必要があるが、搾乳中に乳汁流出終了が検出された分房については、拍動比を低拍動比とすることにより空搾り負荷を小さくし、有害な過搾乳を防止することができる。分房別にティートカップを外さないことで乳房にかかる搾乳ユニットの重量バランスを崩さないため、ライナースリップを防止する効果がある。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の搾乳機の分房別拍動制御システムにおいて、前回搾乳時の搾乳時間が５分を超えた分房については高拍動比（７５：２５）で搾乳して、全体の搾乳時間を５分以内に揃えるものである。泌乳を促すホルモンであるオキシトシンは乳頭の刺激後、約１分後放出され、約５分後には効果が減少するので、その間に乳汁を搾り切るように拍動比を制御すれば、分房からの泌乳と搾乳時間のずれによる過搾乳や残乳を防ぐ効果がある。
【００１４】
なお上記の制御において、前回搾乳時の搾乳時間に代えて平均搾乳時間を用いたり、拍動比の設定を搾乳時間と共に記録して、それに応じた制御とすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態について説明する。図１は、本発明の分房別拍動制御システムを自動離脱装置を備えたローラインの真空配管式搾乳機に適用した場合の全体図である。ミルクラインＭ及び真空ラインＶは、牛舎に配設された設備である。
【００１６】
搾乳ユニット１は図２のものと同様にミルククロー１０と４個のティートカップ１１を備えている。ティートカップ１１で搾乳されてミルククロー１０に流入した乳汁は、ミルクチューブ１２によりミルクラインＭに運搬される。ミルクチューブ１２の途中に設けられた乳量計１３は通過した乳汁の総量を測定して表示する。ミルククロー１０の内部で、各ティートカップ１１から流入した乳汁が通過する位置に、４個の電気伝導度センサ１４が設けられている。電気伝導度センサ１４で乳汁通路内の少し離れた２点間の電気伝導度を調べることにより、現在流れている乳汁の量を測定し、制御装置１００に出力する。
【００１７】
ティートカップ１１側面の接続口に接続された真空チューブ２０は、４個の分房別パルセータ２１を介して真空ラインＶに接続されている。各分房別パルセータ２１は制御装置１００により制御され、真空チューブ２０の接続先を真空ラインＶと大気とに交互に切り替えることにより、各ティートカップ１１に対して個別に拍動比を設定することができる。
【００１８】
自動離脱装置２４は制御装置１００により制御され、ミルククロー１０に結束された離脱ロープを引き上げることにより搾乳ユニットを自動回収する装置である。制御装置１００は、分房別パルセータ制御部１０１、自動離脱制御部１０２、乳量測定部１０３、搾乳時間演算部１０４、搾乳時間記録部１０５、タッチパネル操作部１０６、表示部１０７を有し、電気伝導度センサ１４及びタッチパネルからの入力に従って分房別パルセータ２１及び自動離脱装置２４を制御するための装置である。
【００１９】
本実施例の搾乳機を利用して搾乳を行う場合の手順と各部の作用を説明する。まず作業者は牛体を清拭し搾乳ユニット１を搾乳位置に移動してティートカップ１１を乳頭に取り付ける。そしてタッチパネル操作部１０６から搾乳しようとする牛の牛番を入力し、搾乳開始指示を行うと、制御装置１００の分房別パルセータ制御部１０１は搾乳時間記録部１０５から当該牛番について前回搾乳時の各分房の搾乳時間のデータを順に呼び出し、値の最も大きいデータを有するティートカップの分房別パルセータに７５：２５の拍動比（高拍動比）を設定し、値の最も小さいデータを有するティートカップの分房別パルセータに６０：４０の拍動比（標準拍動比）を設定する。また他の２個のティートカップの分房別パルセータには、高拍動比から標準拍動比までの間を前回の搾乳時間に応じて比例配分した値を設定する。拍動比の設定後、各パルセータの電磁弁に設定拍動比に応じた作動指示を与えて搾乳を開始する。
【００２０】
制御装置１００の乳流量測定部１０３は、各電気伝導度センサ１４の出力を乳流量のデータに変換し、泌乳終了判定を行う。乳流量測定部１０３がある電気伝導度センサ１４の泌乳終了を判定すると、分房別パルセータ制御部１０１が対応する分房別パルセータに２５：７５の低拍動比を設定して、過搾乳防止処理を行う。搾乳時間演算部１０４は、搾乳開始時に内蔵カウンタをリセットして搾乳開始からの経過時間をカウントし、各分房の泌乳が終了した時の値を牛番と共に搾乳時間記録部１０５に記録する。全部の分房の泌乳が終了すると分房別パルセータ制御部１０１が分房別パルセータ２１の拍動を停止すると共に、自動離脱制御部１０２が自動離脱装置２４を作動させて搾乳ユニット１を回収する。また、表示部１０７に搾乳終了した旨を表示して作業者に通報する。
【００２１】
別の実施例として、制御装置１００に特開平５-３１７３４３号と類似のＩＤ検出部や他の読取手段をさらに備え、牛床に設けられた被識別部や牛体に付けられたタグから自動的に牛毎のＩＤを読み出し、分房別の搾乳時間と共に記録させることもできる。本実施例では自動離脱装置を備えたローラインの真空配管式搾乳機に本発明を適用した場合について説明しているが、各部に適当な変更を施すことで、他の形式の真空配管式搾乳機にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の分房別拍動制御システムは、機械搾乳において乳房炎を誘引するとされる過搾乳を防止すると共に、作業者が分房の特性に合わせて手作業で搾乳終了する必要をなくし、ランニングコストの低減等も期待できるので、酪農業において多大な利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の分房別搾乳制御システムを適用した真空配管式搾乳機の例を示す説明図
【図２】従来のローラインの真空配管式搾乳機の例を示す説明図
【符号の説明】
【００２４】
１  搾乳ユニット
１０  ミルククロー
１１  ティートカップ
１２  ミルクチューブ
１３  乳量計
１４  電気伝導度センサ
２０  真空チューブ
２１  分房別パルセータ
２４  自動離脱装置
１００  制御装置
１０１  分房別パルセータ制御部
１０２  自動離脱制御部
１０３  乳量測定部
１０４  搾乳時間演算部
１０５  搾乳時間記録部
１０６  タッチパネル操作部
１０７  液晶表示部
Ｍ  ミルクパイプ
Ｖ  真空パイプ
【図１】
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【図２】
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