JP2000503524A - 動物の搾乳を制御する方法および搾乳機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 それぞれティートカップライナー（６）と拍動チャンバー（７）とを有する多くのティートカップ（３）で構成されたクラスター（２）を設けた搾乳機において、ティートカップライナー（６）が開いた状態と閉まった状態の間で移行するときの突然の動きをセンサーで検出する。乳流を反映するこのセンサーで検出した動きを用いて、搾乳の強さを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 動物の搾乳を制御する方法および搾乳機 発明の技術分野および従来の技術 本発明は、ティートカップライナーと拍動チャンバーとを有する少なくとも１ 個のティートカップを設けた搾乳機を用い、望ましい搾乳の強さで動物の搾乳を 行う方法であって、ティートカップを動物の乳首に適用し、ティートカップライ ナーの内側に搾乳吸引圧を、拍動チャンバーに拍動吸引圧を加えることによりテ ィートカップライナーを一連の拍動周期中に周期的に開いた位置から閉じた位置 に移行させることからなる搾乳法に関する。 さらに、本発明は、ティートカップライナーと拍動チャンバーとを有する少な くと１個のティートカップと、ティートカップライナーの内側に搾乳吸引圧を発 生させるための真空源と、拍動チャンバーを大気と拍動チャンバーに拍動吸引圧 を発生させるための前記真空源に交互に接続するために設け、ティートカップラ イナーを実質的に開いた位置と実質的に閉じた位置の間で拍動移動させるための 拍動装置からなる搾乳機に関する。 従来の搾乳機はクローと４個のティートカップを有する１個のクラスターから なり、各ティートカップにはシェルを設け、さらにシェルにはティートカップラ イナーを設けてティートカップライナーとシェルの間に拍動チャンバーが形成さ れている。搾乳中はティートカップライナーの内側を、搾乳吸引圧、すなわち通 常大気圧下約５０ｋＰａの低真空とする。さらに、高圧条件下で作動させる搾乳 機もあり、この場合の低圧は大気圧以上であると思われる。通常拍動チャンバー は、大気圧（このときティートカップライナーは萎んだ状態または閉まった状態 にある）から最大吸引圧（このときティートカップライナーは完全に開いた状態 にある）の間で周期的に変動する拍動吸引圧が加えられる。最大拍動吸引圧は、 通常大気圧下５０ｋＰａの低圧、すなわち搾乳吸引圧と等しい。これは、ティー トカップライナーの壁における分圧が、ティートカップライナーが完全に開いた 状態にあるとき基本的に０であることを意味する。 拍動吸引圧は、４相、すなわち(a)拍動吸引圧が大気圧から通常ほぼ搾乳吸引 圧まで増加し、ティートカップライナーが閉まった位置から開いた位置に移行す る “開ける相”、(b)拍動吸引圧がその最高レベルに達して基本的に搾乳吸引圧と 等しくなり、ティートカップライナーが開いた位置にある“開いた相”、(c)拍 動吸引圧がほぼ搾乳吸引圧から大気圧まで減少し、ティートカップライナーが開 いた位置の状態から閉まった位置に移行する“閉める相”、最後に(d)拍動吸引 圧が大気圧と等しくなり、ティートカップライナーが閉まった位置にある“閉ま った相”に分けられる拍動周期を示す。開いた位置から閉まった位置までの時間 を、拍動比と定義する。相(a)および(c)でのティートカップライナーの開け閉め は、それぞれティートカップライナーのきわめて速く、唐突な運動からなってい る。閉まった状態、ティートカップライナーの対向した壁部分が相互に接触した 状態から、拍動吸引圧が増加してもティートカップライナーは基本的に閉まった 状態を保ち、拍動吸引圧が所定のレベル、いわゆるＴＰＤ（接触分圧）に達した ときティートカップライナーは突然開く状態に移り、いわゆるＣＣＰＤ（臨界萎 み分圧）に達したときティートカップライナーは完全に開いた状態、すなわち前 記のティートカップライナーの対向した壁部分が相互に離れる。したがって、拍 動吸引圧がＣＣＰＤレベルを超えた時点から、ティートカップライナーは基本的 に開いた状態にあり、それ以上拍動吸引圧が増加してもティートカップライナー の開きには顕著な変化はない。 各搾乳作業は、４段階、すなわち(I)搾乳開始時の刺激またはマッサージ段階 、(II)主たる流出段階、(III)乳流量減少段階、および(IV)流出終了段階に分け られる。 搾乳開始段階、乳流量減少段階および流出終了段階では、主たる流出段階と比 較して乳流量が少ない。 乳流に対応した搾乳制御のために、すでに多くの提案が行われている。 ＷＯ-Ａ-9 212 625には、マッサージ段階、乳流減少段階および流出終了段階 では拍動吸引圧の増減を低速で変える、搾乳機の操作法が開示されている。主た る流出段階では、拍動吸引圧を正常な速度で変える。このような方法で搾乳機を 操作することによって、乳流量が減少したときティートカップライナーの動きが 比較的緩慢になる。 ＥＰ-Ａ-584 890およびＳＥ-Ｂ-382 547は、乳流量センサーによって検出され た 乳流量に対応して拍動吸引圧を制御するものである。ＥＰ-Ａ-584 890では、乳 流量に対応して拍動比を調整し、乳流量が減少したとき閉めた状態(d)を延長す ることを提案している。ＳＥ-Ｂ-382 547は、乳流量が所定値以下に減少したと き、最大拍動吸引圧を減らすことを提案している。 各種の乳汁計が知られている。第一の乳汁計は、一定重量または容量の部分を カウントするもである。第二の乳汁計は、連続した乳流を測定するものである。 これら公知の装置は高価であり、構造が複雑で、通常ティートカップクローから 乳汁を導く長い乳汁管に設けられている。したがって、これらの装置では、１個 のクラスター中の全てのティートカップからの総乳流量を測定できるに過ぎない 。 乳房の各乳首からの乳流は、必ずしも全て同じとは限らない。これは、例えば 各乳首によって乳流の止まる時間が異なることを意味する。これは、乳房からの 総乳流量を示す乳流ダイヤグラムで、乳流減少段階の乳流が段階的に減少するこ とからも明らかである。したがって、動物の搾乳は全ての乳首からの乳流が止ま った時点でのみ中止されると、乳流がすでに止まった乳首も高い搾乳吸引圧に曝 され、ティートカップライナーの開放運動によってティートカップライナーの内 容積が急激に増加するので、きわめて不満足な扱いを受けることになる。このよ うな容積の増加によって真空度が一時的に増加し、乳首表面が強い吸引力に曝さ れ、乳首表面が引っ張られ、乳首の先端に向けてきわめて高速で噴射される乳汁 または乳滴の逆流が起こる。これはむしろ動物を傷つけるような手荒な扱いであ り、乳首を傷つけ、さらには乳汁の逆流によって感染性疾患、例えば乳房炎のリ スクが増大する。すなわち、乳首に存在する細菌が別の乳首の内部に直接侵入し 、感染のリスクが増大する。 また、特に流出終了時に真空度が増加すると、ティートカップが乳首を上部に 向けて締め付ける。このように流出終了時の乳首がたるんだときにティートカッ プが上部に向けて移行すると、乳首内の乳流を絞り、最終的にかなりの量の乳汁 が乳房内に残っているにもかかわらず乳流が停止することになる。 ＵＳ-Ａ-4 292 926は、仕上げ搾乳の改善を目的としたもので、機械的な搾乳 法が開示されている。搾乳中乳流を連続的に測定し、その結果に基づいて搾乳の 強さを減らすか、ティートラバーヘッド内圧を連続的に測定し、前記圧力が低下 し 始めたとき搾乳の強さを急激に低下させるものである。 ＵＳ-Ａ-4 211 184では、動物の乳首に与える真空傷害を最小限にすることを 目的とした搾乳の方法および装置が開示されている。この資料では、ティートカ ップのマウスピースのリングチャンバーにおいて真空度を測定し、それに対応し て拍動吸引圧を制御することが提案されている。 開示された方法および装置の記載によると、搾乳開始時には最大拍動吸引圧を 低レベルに制御することによってティートカップライナーを閉じ、ティートカッ プライナーが乳首を締め付けることを防ぎ、乳首を傷つけるような強い搾乳吸引 圧を避けるようにリングチャンバーにおける完全搾乳吸引圧を操作する。乳汁が フルに流れているときは乳首内に乳汁が存在することによって乳首に内圧がかか り、リングチャンバーにおける吸引圧が減少し、したがって最大拍動吸引圧のレ ベルが増大する。乳流終了時には、リングチャンバーにおける吸引圧が再び増加 し、それによって最大拍動吸引圧が再び減少する。 ＷＯ-Ａ-9 314 625では、各クローごとに、ティートカップライナーの開閉に 反応する拍動装置と制御ユニットを含む搾乳装置が開示されている。制御ユニッ トによって拍動装置の拍動切り替え特性をティートカップライナーの開閉に同調 するように制御し、各拍動周期ごとにティートカップライナーが完全に閉じた状 態と開いた状態になるように拍動効果を改善するものである。したがってこの公 知の技術は、ライナーがそれぞれ完全に閉めた状態または開いた状態に達するま で、拍動装置を大気圧から低圧またはその逆に切り替えない方法を提供するもの である。ライナーが完全に閉まった状態または開いた状態にある場合、拍動吸引 パイプの空気の流れを停止する。このような空気の流れの停止を、ＷＯ-Ａ-9 31 4 625で提案されている別の手段で検出する。例えば、このような手段は、拍動 吸引パイプに設けたピストンとシリンダー装置からなり、ここで空気流でピスト ンを動かし、対向する２つの位置で止める。そのときのピストンの位置を検出し 、拍動装置にシグナルを送り、大気圧と低圧の間で変化させる。その他の提案さ れている手段は、空気流に呼応して動くゴム製の隔膜と、回転タービン装置と熱 線式重量計とからなる装置である。これらの資料で開示されている装置には、テ ィートカップライナーの動きが始まる前に、ティートカップライナーの開閉運動 を検出 する装置は設けられていない。さらに、動きが終了したときを検出し、単にティ ートカップライナーが完全に開いたか、または閉じたかを確認しようとするもの である。したがって、提案されたいずれの装置も拍動装置に直接接続し、ティー トカップライナーの動きに対応して拍動装置のスイッチを低圧かまたは大気圧に 切り替える時間に反映させることのみを目的としている。 発明の概要 本発明の目的は、上記の問題を解決し、実際の乳流に対応して搾乳工程を制御 する改良法を提供することである。 この目的は、すでに規定した方法によって、 ティートカップライナーが開いた位置または閉じた位置のいずれかに突然移行 したときのティートカップライナーの動きを検出し、前記の検出されたティート カップライナーの動きに対応して搾乳の強さを制御することによって達成される 。 ティートカップライナ一内部の搾乳吸引圧は乳流によって変化し、さらに詳し く述べると、乳流が増加すると減少し、乳流が減少すると増加する。乳流が高い と、ティートカップから乳汁を運搬するためにエネルギーのロスが大きくなる。 “搾乳の強さ”とは、動物の乳房および乳首から乳汁を抽出するために取られ る全ての操作上の処置を含むことを意味する。したがって、搾乳の強さが比較的 高いことは主として比較的高い乳流を得ることを目的とし、一方搾乳の強さが比 較的低いことは乳流を比較的低くし、乳首の扱いを温和にすることを目的とする 。 ティートカップライナーの突然の開閉運動は、ティートカップライナー壁の分 圧に依存する。したがって、乳流が高いと搾乳吸引圧が比較的低くなるので、テ ィートカップライナーは拍動吸引圧が比較的低い拍動周期の早い時期に開き、乳 流が低いと搾乳吸引圧が比較的高くなり、ティートカップライナーは拍動吸引圧 が比較的高い拍動周期の遅い時期に開く。したがって、ティートカップライナー の突然の動きによって乳流量を知ることができ、したがって、この動きを検出す ることによって実際の乳流に対応するように搾乳の強さを制御することができる 。 搾乳の強さの制御は、搾乳吸引圧のレベル、最大拍動吸引圧のレベル、拍動比 、拍動頻度等の搾乳パラメータの１つまたはいくつかを制御することからなる。 例えば、搾乳の強さは、搾乳吸引圧のレベル、最大拍動吸引圧のレベルまたは拍 動 比を下げるか、または拍動頻度を上げることによって低くすることができる。 従属請求項２〜２０に、本発明に係わる各種の実施の態様を規定する。 実施の態様によると、前記の制御段階は、前記のように検出したティートカッ プライナーの動きが設定した条件を満足していたとき搾乳の強さを上げ、前記の ように検出したティートカップライナーの動きが設定した条件を満足していない とき搾乳の強さを下げることからなる。 このような条件はあらかじめ設定（例えば固定値）してもよいし、前の拍動周 期中にティートカップライナーが開いた位置または閉まった位置のいずれかに突 然移行したときのティートカップライナーの動きをセンサーで検出して設定して もよい。後者の場合は、実際の乳流に対応して搾乳の強さを調整することもでき る。好ましくは、前記の検出したティートカップライナーの動きからティートカ ップライナーを流れる乳流が比較的高いと思われるとき搾乳の強さを上げ、前記 の検出されたティートカップライナーの動きからティートカップライナーを流れ る乳流が比較的低いと思われるときは下げる。 別の実施態様によると、前記の検出段階は、ティートカップライナーが前記の 開いた位置または閉まった位置のいずれかに突然移行したときのティートカップ ライナーの動きに反応する変量の値を検出することからなり、前記制御段階は検 出した値が設定範囲内にあるときは搾乳の強さを上げ、検出した値が設定範囲外 にあるときは下げることからなる。ここで、前記の範囲はあらかじめ設定したも のでもよいし、前の拍動周期中に検出した前記ティートカップライナーの動きに 反応する変量の値によって設定してもよい。好ましくは、変量は拍動チャンバー 内の拍動吸引圧である。拍動吸引圧は圧力センサーによって容易に検出すること ができる。 さらに別の実施態様によると、前記の検出段階は、すくなくとも１拍動周期の 開始時からティートカップライナーが前記の開いた位置または閉まった位置のい ずれかに突然移行したときの時間を検出することからなり、前記の制御段階は検 出された時間があらかじめ設定した時間範囲内にあるとき搾乳の強さを上げ、検 出された時間が前記の設定範囲外にあるとき搾乳の強さを下げることからなる。 このような時間範囲はあらかじめ設定したものでもよいし、前の拍動周期の開始 時からティートカップライナーが前記の開いた位置または閉まった位置のいずれ かに突然移行したときの時間によって設定してもよい。好ましくは、前記時間は ティートカップライナーの動きに反応する変量、例えばティートカップライナー が前記の開いた位置または閉まった位置のいずれかに突然移行したときの拍動吸 引圧である。また、前記時間はティートカップライナーが前記の開いた位置また は閉まった位置のいずれかに突然移行したときのティートカップライナーの動き に反応する変量の変化によって検出してもよい。この場合、変量は、拍動チャン バーの容積またはティートカップライナーとシェルに対して固定した点までの距 離であってもよい。 また、本発明の目的は、さきに規定し、ティートカップライナーが開いた位置 または閉まった位置のいずれかに突然移行したときのティートカップライナーの 動きを検出するために設けたセンサーと、前記のティートカップライナーの前記 の動きを検出する前記センサーに呼応して搾乳の強さを制御するように設定した 電子処理ユニットとからなることを特徴とした搾乳機によって達成される。 搾乳機の各種実施態様を、従属請求項２２から３２で規定する。 本発明によると、動物の各乳首について搾乳工程を個別に制御することができ る。特に、各ティートカップの搾乳の強さは、該当する乳首の実際の乳流によっ て調整することができる。その結果、乳流が止まったとき、搾乳吸引圧の賦圧を 直ちに中止することができるので、乳首の扱いが比較的温和になる。また、この 乳房のある乳首からの乳流がすでに止まっても、別の乳首には搾乳吸引圧を加え ることができるので、乳汁の収量が増加する。 図面の簡単な説明 添付図面を引用し、本発明をさらに詳細に説明する。 図１は、本発明に係わる搾乳機の模式図である。 図２は、高乳流時の拍動周期中の拍動吸引圧の変化を示すダイヤグラムである 。 図３は、低乳流時の拍動周期中の拍動吸引圧の変化を示すダイヤグラムである 。 図４は、高乳流時の拍動周期中の拍動チャンバーの容積の変化を示すダイヤグ ラムである。 図５は、低乳流時の拍動周期中の拍動チャンバーの容積の変化を示すダイヤグ ラムである。 実施例 図１は、少なくとも１個のティートカップ３と１個のクロー４を含むクラスタ ２からなる搾乳機１を示す。開示した実施例では２個のティートカップ３を設け るが、搾乳する動物によってはさらに多くのティートカップ、例えば４個のティ ートカップを設けてもよい。各ティートカップ３は、シェル５とティートカップ ライナー６で構成されている。シェル５とティートカップライナー６の間に、拍 動チャンバー７を形成させる。各ティートカップライナー６の内部には、乳汁通 路８を形成させる。クロー４は短い乳汁管９によって乳汁通路８に接続し、短い 拍動管１０によって拍動チャンバー７に接続する。短い乳汁管９は、クロー４を 介してクロー４から吸引ポンプ１３に接続した乳汁ライン１２にまで延びる長い 乳汁管１１に接続する。短い拍動管１０は、クロー４を介して１対の長い拍動管 １４、１５に接続し、それらの長い拍動管１４、１５は拍動装置１６に接続する 。拍動装置１６は、１本の長い拍動管１７によって拍動空気管１８に接続し、拍 動空気管１８は吸引ポンプ１３に接続する。別の方法として、長い拍動管１７を 設けず、拍動装置１６を拍動空気管１８に設けてもよい。圧力調整装置１９を吸 引ポンプ１３と拍動空気管１８および乳汁ライン１２の間に設け、拍動空気管１ ８および乳汁ライン１２への吸引圧のレベルを別々に調整する。電子処理ユニッ ト２０はセンサー２１に接続し、ティートカップライナー６の動きを検出する。 センサーとしては、以下に説明するように各種のセンサーを使用することができ るが、この実施例では拍動吸引圧を検出するために拍動チャンバー７の少なくと も１つに設けた圧力センサー２１を用いる。圧力センサー２１は、短い拍動管１ ０または長い拍動管１４、１５の一方、またはクロー４に設けてもよい。 電子処理ユニット２０は、異なる機能ブロックとして表示したいくつかの手段 からなる。しかし、これらの機能は、１個またはそれ以上のマイクロプロセッサ ーによって行ってもよい。 機能ブロックは、センサー２１に接続した検出拍動吸引圧値を記録するための 記録手段２２と、記録手段２２に接続した記録値を処理するための処理手段２３ と、差を検出するために処理手段２３に接続した検出手段２４と、検出した値と あらかじめ設定した値とを比較するために処理手段２３に接続した比較手段２５ と、搾乳パラメータの少なくとも１つを制御するための制御手段２６とからなる 。さらに、制御手段２６は、各ティートカップ３に対する拍動吸引圧を個別に制 御するために制御装置２７に接続する。制御装置２７は、短い拍動管１０に設け る。さらに、制御手段２６を制御装置２８に接続し、各ティートカップ３に対す る搾乳吸引圧を個別に制御する。制御装置２８は、短い乳汁管９に設ける。また 、制御手段２６を拍動装置１６に接続し、拍動比を制御する。拍動比は、各ティ ートカップ３について個別に制御することが望ましい。最後に、制御手段２６を 圧力制御装置に接続し、全体の搾乳吸引圧および拍動吸引圧を制御する。 図２に示す曲線２９は、低乳流時の１拍動周期中の拍動チャンバー７における 拍動吸引圧ＰＶを時間Ｔの関数として示したものである。拍動吸引圧は段階(a) の過程で０（大気圧に相当する）から約５０ｋＰａの最大拍動吸引圧ｐｍａｘに まで増加する。段階(b)の過程では拍動吸引圧が最大レベルｐｍａｘに留まり、 段階(c)では再び０にまで低下し、段階(d)では０に留まる。 段階(a)では拍動吸引圧が接触分圧ＴＰＤに達するまでティートカップライナ ー６が閉じた状態にあり、拍動吸引圧が接触分圧ＴＰＤに達したとき、ティート カップライナー６は突然開く。このようなティートカップライナー６の開放運動 によって、拍動チャンバー７の容積が減少する。このように容積が減少すると、 拍動チャンバー７における拍動吸引圧の増加が一時的に妨害され、図２にみられ るように段階(a)の位置３０で曲線２９が不規則に変化する。圧力センサー２１ および電子処理ユニット２０によって、接触分圧ＴＰＤに相当する位置３０にお ける拍動吸引圧のレベルを検出することができる。図３の曲線３１は、低乳流時 の１拍動周期中の拍動チャンバー７における拍動吸引圧ＰＶを時間Ｔの関数とし て示したものである。この図からも明らかなように、接触分圧ＴＰＤは高乳流時 の曲線２９と比較して段階(a)の遅い段階（位置３２）で起こる。 したがって、検出された拍動吸引圧のレベルＴＰＤをあらかじめ設定した範囲 または値と比較することによって、乳流が高いか、低いか測定することができる 。さもなくば、連続した拍動周期で検出された拍動吸引圧のレベルＴＰＤを比較 することによって、乳流の変化を検出することができる。 また、段階(c)においても、限界萎み分圧ＣＣＰＤにおいて拍動吸引圧が減少 し、ティートカップライナー６が閉まるときのティートカップライナー６の突然 の動きを検出することができる。段階(c)では、図２の曲線２９の位置３３およ び図３の曲線３１の位置３４における明瞭な不規則な変化で明らかなように、拍 動チャンバー７の容積が急激に増加する。 図２および３からは、ＣＣＰＤレベルは段階(a)と(c)で同じであり、ＴＰＤレ ベルは段階(a)と(c)で同じであるようにみえるが、実際はそうでないことを注記 しておく。 ＴＰＤレベルまたはＣＣＰＤレベルは、いろいろな方法で測定することができ る。一法として、ティートカップライナー６の動きに反応する変量を検出し、検 出した変量がティートカップライナー６の前記突然の開閉を示唆したときの拍動 吸引圧レベルを検出することによっても得られる。例えば、この変量は、それぞ れ拍動吸引圧の増加速度または減少速度であってもよく、この速度が一時的に減 少したときの拍動吸引圧レベルを検出してもよい。 記録手段２２によって、拍動周期中に拍動吸引圧が増加または減少したときの 拍動吸引圧を時間の関数として記録してもよい。処理手段２３によって、このよ うに記録した関数の導関数を算出する。曲線２９、３１の勾配は位置３０、３３ および３２、３４で急激に変化するので、導関数もこれらの位置３０、３３およ び３２、３４で変化し、その変化を検出手段２４によって検出してもよい。 また、拍動周期中に拍動吸引圧が増加または減少し、ティートカップライナー の内部が大気圧に暴露されたときの拍動吸引圧を記録手段２２によって経時的に 記録してもよい。 これは、実際に搾乳を開始する前の初期の測定および当該拍動吸引圧が増加ま たは減少してティートカップライナー６が完全に開いた状態にあるときの測定に よって行うことができる。その後、記録した拍動吸引圧に基づく拍動吸引圧−時 間関数を処理手段２３によって評価する。その後の搾乳段階の拍動周期中に、拍 動吸引圧の増減と拍動吸引圧−時間関数の間の差が所定値に達したときの拍動吸 引圧レベルを検出手段２４によって検出する。 さらに、拍動周期中に拍動吸引圧が増減したときの拍動吸引圧の経時的変化を 、 記録手段２２によって記録することもできる。その後、記録した拍動吸引圧と前 もって設定した拍動チャンバー７の容積が一定であるという要件に基づく拍動吸 引圧−時間関数を処理手段２３によつて評価する。その後の搾乳段階の拍動周期 中の拍動吸引圧をセンサー２１で検出し、センサーで検出した拍動吸引圧と評価 した拍動吸引圧−時間関数との差が所定値に達したときを検出手段２４で検出す る。 さらに、１拍動周期について拍動吸引圧の増減中の拍動吸引圧を記録手段２２ によって経時的に記録し、記録した拍動吸引圧のいくつかの初期値を用いて処理 手段２３に想定算術関数を評価させる。ついで、検出手段２４によって、拍動吸 引圧の増減と想定算術関数との差が所定値に達したときの拍動吸引圧を検出する 。 上記のように、ティートカップライナー６の突然の動きによって拍動チャンバ ー７の容積が急激に変化する。段階(a)では、まず拍動吸引圧が増加し、拍動チ ャンバー７の容積には変化がない。拍動吸引圧が接触分圧ＴＰＤに達すると、テ ィートカップライナー６が開き、拍動チャンバー７の容積が急激に減少する。こ れは、図４および５に拍動チャンバー７の容積Ｖの時間Ｔに対する関数曲線３５ および３６で示す。曲線３５は低乳流時を、曲線３６は高乳流時を示す。段階(a )の始めの拍動チャンバー７の容積ｖ１は、基本的に一定である。ＴＰＤレベル 、すなわち開く動きが突然起こったとき（ｔｋｏ）には、容積が急激に減少し、 段階(b)では容積ｖ２で基本的に一定となり、拍動吸引圧が減少し、ティートカ ップライナー６が突然閉まる動きをするｔｋｃでは容積ｖ１にまで急激に減少す る。図４および５から明らかなように、高乳流の場合（図４）は開放運動ｔｋｏ による急激な容量変化が低乳流の場合（図５）よりも早く起こり、一方閉鎖運動 ｔｋｃによる急激な容量変化は低乳流の場合よりも遅れて起こる。 このような容量の変化は、各種のセンサー２１によって検出することができる 。例えば、拍動チャンバー７内の空気の流速または拍動チャンバー７に流入、ま たはそれから流出する空気の流れを測定する流量計２１を設けてもよい。開閉運 動中は空気が急激に流れ、開閉運動終了後は基本的に空気の流れが停止する。 容量の変化は、距離測定装置２１によって、シェル５に対して固定した点とテ ィートカップライナー６との間の距離を検出してもよい。このようなセンサーは 、 赤外光を用いた距離測定装置２１をシェル５の内壁に設けてもよい。 このようにして、ティートカップライナー６が開閉するときの時問点ｔｋｏ、 ｔｋｃをあらかじめ設定した範囲または値と比較することによって、乳流が高い か、低いか測定することができる。さもなくば、連続した拍動周期のティートカ ップライナー６の開閉時の時間点ｔｋｏとｔｋｃを比較し、乳流の変化を検出し てもよい。 このような時間の差は、処理手段２３が時間測定手段で構成され、ティートカ ップライナー６の開閉時点を測定、記録することができれば、電子処理ユニット ２０で検出してもよい。 また、拍動吸引圧の増加速度または減少速度が一時的に減少したときの時間点 を測定してもよいことはいうまでもない。 さらに、ティートカップライナー６の動きは、１拍動周期の段階(a)または段 階(c)のＴＰＤおよびＣＣＰＤを検出し、これらの段階のいずれかのＴＰＤとＣ ＣＰＤの間の時間ｔ１−ｔ２を測定することによって検出することもできる。段 階(a)および段階(c)では曲線２９，３１の勾配が時間の経過とともに減少するの で、図２から明らかなように高乳流時のこの時間ｔ１−ｔ２は図３に示す低乳流 のときと比較して短い。 ティートカップライナー６の動きを連続的に検出し、全搾乳工程での瞬時乳流 を推定することもできることはいうまでもない。 上記のように、ティートカップライナー６の動きを検出することによって乳流 の変化を測定することができる。第一に、乳流の増減を測定することができる。 第二に、搾乳工程で乳流が始まる前にティートカップライナー６の動きを検出し 、この０時の動きを乳流が存在するときの動きと比較することによって、絶対瞬 時乳流を測定することもできる。しかし、このような測定では、搾乳機に関連し たある種の条件、例えば各種パイプの長さ、真空ポンプの影響等を考慮する必要 がある。検出された変化または乳流を用い、いろいろな方法で搾乳工程を制御す ることができる。各乳首からの乳流の変化または乳流を測定するので、各ティー トカップ３について搾乳工程を個別に制御することができる。これはきわめて重 要であり、例えば、ある動物の１つの乳首から乳流が止まったとき、短い乳汁管 ９ に設けた制御装置２８によって対応するティートカップ３に対する搾乳吸引圧を 止め、前記乳首に対する搾乳の強さを０に変えることができ、この乳首を傷つけ ないようにすることができる。 さらに、例えば乳流の減少が検出されたとき、搾乳の強さを減らすこともでき る。これは、いろいろな方法、例えば閉じた状態が長くなるように拍動比を制御 するか、拍動頻度を制御する（頻度が高いとライナーが完全に開いたり、閉まっ たりするのを妨害し、したがって搾乳の強さを減らすことができる）か、搾乳吸 引圧を制御するか、拍動吸引圧を制御する等によって達成することができる。 さらに、測定した乳流の変化は、特に低乳流のときは最大拍動吸引圧のレベル が搾乳吸引圧よりも著しく低くなるように、少なくとも拍動吸引圧および搾乳吸 引圧レベルのいずれかを制御するために用いでもよい。 本発明は完全自動化搾乳およびティートカップの装着を手作業で行うタイプの搾 乳に適用することができ、乳牛、ひつじ、やぎおよび水牛等の動物の搾乳に適し ている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 エルナーフォース、ベニー スウェーデン国 エス−175 64 ヤルフ ァーラ エクヴェーゲン 20 (72)発明者 シュライス、ギュンター スウェーデン国 エス−147 40 ツムバ ネーダーゴルドスヴェーゲン 14

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１個のティートカップライナーおよび１個の拍動チャンバーを含む少なくと も１個のティートカップを有する搾乳機を用い、 動物の乳首にティートカップをあて、 ティートカップライナーの内側に搾乳吸引圧を加え、拍動チャンバーに拍動吸 引圧を加えて、ティートカップライナーを一連の拍動周期中に実質的に開いた位 置と実質的に閉まった位置の間で周期的に移行させることからなり、 ティートカップライナーが開いた位置および閉まった位置のいずれかに突然移 行したときのティートカップライナーの動きを検出し、 前記のように検出したティートカップライナーの動きに対応して搾乳の強さを 制御することを特徴とする望ましい搾乳の強さで行う動物の搾乳方法。 ２．前記の制御段階が前記のように検出したティートカップライナーの動きが設 定した条件を満足するとき搾乳の強さを上げ、前記のように検出したティートカ ップライナーの動きが設定した条件を満足しないとき搾乳の強さを下げることか らなることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．前記の条件があらかじめ設定されていることを特徴とする請求項２に記載の 方法。 ４．実際の拍動周期の前記条件を、前の拍動周期中にティートカップライナーが 開いた位置および閉じた位置のいずれかに突然移行したときに検出されたティー トカップライナーの動きから測定することを特徴とする請求項２に記載の方法。 ５．前記のように検出したティートカップライナーの動きからティートカップラ イナー中の乳流が比較的高いとき搾乳の強さを上げ、前記のように検出したティ ートカップライナーの動きからティートカップライナー中の乳流が比較的低いと き搾乳の強さを下げることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の方法。 ６．前記検出段階がティートカップライナーが前記の開いた位置および閉まった 位置のいずれかに突然移行したときのティートカップライナーに反応する変量の 値を検出することからなり、前記の制御段階が検出された値が設定範囲にあると きは搾乳の強さを上げ、検出した値が前記の設定範囲外にあるときは搾乳の強さ を下げることからなることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の方法。 ７．前記の範囲があらかじめ設定されていることを特徴とする請求項６に記載の 方法。 ８．実際の拍動周期の前記条件を、前の拍動周期中のティートカップライナーの 動きに反応する変量の値から測定することを特徴とする請求項６に記載の方法。 ９．前記の変量が拍動チャンバー中の拍動吸引圧であることを特徴とする請求項 ６、７または８に記載の方法。 １０．ティートカップライナーが突然移行したときに検出した拍動吸引圧が設定 した拍動吸引圧のレベルよりも低いとき搾乳の強さを上げ、ティートカップライ ナーが突然移行したときに検出した拍動吸引圧が設定した拍動吸引圧のレベルと 少なくとも同じであったとき搾乳の強さを下げることを特徴とする請求項９に記 載の方法。 １１．設定した拍動吸引圧のレベルがあらかじめ設定され、前記のように検出し た拍動吸引圧の値が前記のあらかじめ設定したレベルと少なくとも同じであった 場合ティートカップライナー中の乳流が比較的低く、前記のように検出した拍動 吸引圧の値が前記のあらかじめ設定したレベルよりも低かった場合ティートカッ プライナー中の乳流が比較的高くなるように設定されていることを特徴とする請 求項１０に記載の方法。 １２．実際の拍動周期について測定した拍動吸引圧のレベルが前の拍動周期中に ティートカップライナーが開いた位置および閉まった位置のいずれかに突然移行 したときに検出した拍動吸引圧の値から測定されたものであることを特徴とする 請求項１０に記載の方法。 １３．前記検出段階が少なくとも１拍動周期の開始時からティートカップライナ ーが前記の開いた位置および閉まった位置のいずれかに突然移行したときの時間 を検出することからなり、前記の制御段階が検出された時間が設定時間範囲にあ るときは搾乳の強さを上げ、検出した時間が前記の設定時間範囲外にあるときは 搾乳の強さを下げることからなることを特徴とする請求項２〜５に記載の方法。 １４．前記の時間範囲があらかじめ設定され、前記のように検出した時間が前記 のあらかじめ設定した時間範囲にあった場合ティートカップライナー中の乳流が 比較的低く、前記のように検出した時間が前記のあらかじめ設定した時間範囲外 にあった場合ティートカップライナー中の乳流が比較的高くなるように設定され ていることを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５．実際の拍動周期の前記時間が前の拍動周期の開始時からティートカップラ イナーが開いた位置および閉まった位置のいずれかに突然移行したときの時間か ら測定されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １６．前記の時間が、ティートカップライナーが前記の開いた位置および閉まっ た位置のいずれかに突然移行したときのティートカップライナーの動きに反応す る変量の値から測定することを特徴とする請求項１３〜１５の何れかに記載の方 法。 １７．前記の変量が、拍動チャンバー中の拍動吸引圧であることを特徴とする請 求項１６に記載の方法。 １８．前記の時間が、ティートカップライナーが開いた位置および閉まった位置 のいずれかに突然移行したときのティートカップライナーの動きに反応する変量 の変化として検出することを特徴とする請求項１３〜１５の何れかに記載の方法 。 １９．変量が、拍動チャンバーの容積であることを特徴とする請求項１８に記載 の方法。 ２０．ティートカップがシェルで構成され、変量がティートカップライナーとシ ェルに対して固定した点との間の距離であることを特徴とする請求項１８に記載 の方法。 ２１．１個のティートカップライナー（６）と１個の拍動チャンバー（７）を有 する少なくとも１個のティートカップ（３）と、ティートカップライナー（６） の内部（８）に搾乳吸引圧を発生させるための真空源（１３）と、拍動チャンバ ー（７）を交互に大気と前記真空源（１３）に接続して拍動チャンバー（７）に 拍動吸引圧を発生させ、ティートカップライナー（６）を実質的に開いた位置と 実質的に閉まった位置の間で拍動移動させるための拍動装置（１６）からなる搾 乳機であって、 ティートカップライナー（６）が開いた位置および閉じた位置のいずれかに突 然移行したときのティートカップライナー（６）の動きを検出するためのセンサ ー（２１）と、 前記のティートカップライナー(６)の動きを検出するための前記センサー（２ １）に呼応して搾乳の強さを制御するように設定した電子処理ユニット（２０） とからなることを特徴とした搾乳機。 ２２．電子処理ユニット（２０）が設定条件を満足するティートカップライナー （６）の動きを検出した前記センサー（２１）に呼応して搾乳の強さをあげ、前 記設定条件を満足しないティートカップライナーの動きを検出した前記センサー （２１）に呼応して搾乳の強さを下げることを特徴とする請求項２１に記載の搾 乳機。 ２３．電子処理ユニット（２０）が前記センサーで検出したティートカップライ ナーの動きと前記条件を満足するように設定したティートカップライナーの動き とを比較するように設定した比較手段（２５）からなることを特徴とする請求項 ２２に記載の搾乳機。 ２４．電子処理ユニット（２０）が実際の拍動周期中に前記センサー（２１）で 検出したティートカップライナーの動きと前の拍動周期中に前記センサー（２１ ）で検出したティートカップライナーの動きとを比較するように設定した比較手 段（２５）と、比較手段（２５）で得られた比較結果に呼応して搾乳の強さを変 えるように設定した制御手段（２６）とからなることを特徴とする請求項２２に 記載の搾乳機。 ２５．電子処理ユニット（２０）が、搾乳パラメータの少なくとも１つを制御す ることによって搾乳の強さを制御するように設定された制御手段（２６）からな ることを特徴とする請求項２１および２４の何れかに記載の搾乳機。 ２６．制御手段（２６）が搾乳吸引圧制御装置（１９、２８）、拍動吸引圧制御 装置（１９）および拍動装置（１６、２７）の少なくとも１つに接続されている ことを特徴とする請求項２５に記載の搾乳機。 ２７．電子処理ユニット（２０）が、ティートカップライナー（６）の開いた位 置および閉じた位置のいずれかへの移動を検出できるように設定した検出手段（ ２４）からなることを特徴とする請求項２１〜２６の何れかに記載の搾乳機。 ２８．電子処理ユニット（２０）が、連続した拍動周期の少なくとも１周期の開 始からティートカップライナー（６）の開いた位置および閉じた位置のいずれか に突然移行したときの時間を検出するように設定した検出手段（２４）からなる ことを特徴とする請求項２１〜２６の何れかに記載の搾乳機。 ２９．電子処理ユニット（２０）が、センサー（２１）に接続し、ティートカッ プライナー（６）の前記の開いた位置および閉じた位置のいずれかへ突然移行し たときのティートカップライナー（６）の動きに反応して変化するティートカッ プライナーの変量の値を記録するように設定した記録手段（２２）からなり、検 出手段（２４）が前記の記録した値に対応する時間を検出するように設定されて いることを特徴とする請求項２８に記載の搾乳機。 ３０．センサー（２１）が、ティートカップライナー（６）の動きの指標として 拍動チャバー（７）中の拍動吸引圧を検出するための圧力センサーであることを 特徴とする請求項２１〜２９の何れかに記載の搾乳機。 ３１．センサー（２１）が、ティートカップライナー（６）の動きの指標として 拍動チャバー（７）の容積の変化を検出するための流量計であることを特徴とす る請求項２１〜２９の何れかに記載の搾乳機。 ３２．ティートカップがティートカップライナー（６）を取り囲むシェル（５） と、シェル（５）とティートカップライナー（６）の間に形成された拍動チャン バー（７）とからなり、センサー（２１）がティートカップライナー（６）の動 きの指標としてシェル（５）に対して固定した点とティートカップライナー（６ ）の間の距離を検出する距離測定装置であることを特徴とする請求項２１〜２９ の何れかに記載の搾乳機。