JP4623755B2 - 食肉ばら部位の肋骨位置検出方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、牛、豚、馬、羊、山羊等の食肉用家畜屠体を背割り半截した枝肉を大分割したばら部位の肋骨位置を正確にかつ人手を介さず検出することができる装置に関し、処理時間の低減と処理効率の向上に役立つ自動脱骨を実現させるために必要なものである。

図１２は、例として豚屠体の分割部位を示す。豚、牛、羊等の家畜の食肉屠体を処理する場合、先ず食肉屠体を背割り半截した枝肉をカタ・ウデ部位０４，０５、ロース・ばら部位０２，０３及びモモ部位０１に大分割した後、それぞれの部位で脱骨作業を行なう。ロース・ばら部位０２，０３の除骨作業では、大きく分けて背骨と肋骨の二種類の骨が存在している。この二種類の骨の除骨方法を手作業で行なう場合、まず肋骨に筋入れ（切り込み）を行ない、ひもを掛けて引くことにより肋骨と肉を剥離させる。その後、肋骨の関節から折り曲げ、背骨と切り離すことにより、肋骨の除骨が終了となり、次に背骨の除骨となる。

背骨の除骨は肋骨の除骨と異なり、骨と肉とを剥がし取る作業はなく、すべてナイフによって切り取る形となる。背骨は、乳頭突起や棘突起のような凹凸があり、とても複雑な形状をしている。また骨と肉が強い筋によって結ばれており、剥がし取ることができず、歩留まりよく除骨を行なうには、作業員が手作業により大変複雑なナイフの動きをさせて骨と肉を切り離さければならない。こうして背骨と肉を切り離し、除骨終了となる。

従来ばら部位の肋骨を前述のように補助装置を用いて手作業で行なう場合、肋骨の位置を視覚により判断し、手作業で位置出しを行ない脱骨している。手作業による脱骨処理の作業効率を改善するため肋骨の自動脱骨を行なうためには、肋骨の位置を自動で検出する必要がある。

ロース・ばら部の肋骨の除骨方法としては、たとえば特許文献１（特開平１０−１７９０１５号公報）に、ロース・ばら肉の背骨・肋骨関節部の肋骨基部の上部に切開溝を設け、該切開溝に一本の紐状部材を載置させ、肋骨間の複数の隙間位置に複数のフックを挿入し、該フック先端の鉤部で紐状部材を引っ掛け、該紐状部材肋骨下部へ引っ張り、全肋骨に亘り一括除骨を可能にした方法が開示されている。

特許文献１に開示された方法は、全肋骨の脱骨処理を一括して行なうことができる点で作業能率を向上させることができる方法である。この脱骨方法で用いられている肋骨間の隙間検出装置の概要を図１３により説明する。
図１３において、肋骨隙間検出装置０１０は、肋骨群０７の基部に対し直角走行する走行用リニアガイド０１３と、リニアガイド０１３をボール螺子０１６により螺子結合して走行する検出架台０１１と、該架台０１１に搭載され肋骨群により形成される凹凸面の起伏の状況を検出する検出ローラ０１２と、該検出ローラの昇降を昇降軸０１７に設けたラックギアとピニオンギアとの結合により検出するエンコーダＢ０１８と、前記ボール螺子の駆動モータ０１４に設け走行位置の検出をするエンコーダＡ０１５等より構成されている。

前記構成により、検出ローラ０１２をロース・ばら部０２，０３の肋骨部外表面に倣い走行させると、肋骨位置では検出ローラ０１２が持ち上がり、肋骨間の肉部ではローラ０１２が落ち込む。走行位置を示すエンコーダＡ０１５のパルス軸を横軸に、肋骨面の起伏の状況を示すエンコーダＢ０１８のパルス数を縦軸に読み取り、変化の状況をグラフに示せば、図１３（ｃ）のようになり、肋骨０７群の隙間位置を検出できる。
この読み取り検出データは、図示していない制御部のＣＰＵに読み取り、所要の演算をなし、前記フック挿入位置を決定する。

特開平１０−１７９０１５号公報

特許文献１に開示された肋骨隙間自動検出装置を応用して肋骨の位置を自動検出することが可能となり、ばら部位の肋骨自動脱骨を可能するが、図１２（ｃ）の曲線を見てもわかるように、肋骨位置を示す山と肋骨間の隙間部分を示す谷とがあまり明瞭には現れず、また検出精度を高めるためには検出ローラ０１２をゆっくり走行させる必要があり、検出に時間がかかるという問題がある。

またロース・ばら部は、さらに図１２に示すロース０２とばら０３に分離されて、ロース０２は、ロースやリブ付き肉（スペアリブ）として利用され、ばら０３は、スペアリブやその他の調理法に利用される。そのためロース・ばら部をロース部位０２とばら部位０３とに分離した後での自動脱骨処理も必要となる。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ロースと分離後あるいはロースと分離前のばら部位の肋骨の脱骨作業を自動化して、作業効率を向上させる場合に必要となる肋骨位置の自動検出方法において、精度良く肋骨位置を検出でき、かつ処理時間を低減し処理効率を向上させることができる自動検出方法及び装置を実現することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明のばら部位の肋骨位置検出方法は、
食肉用屠体を半截した枝肉を大分割した後のばら部位の肋骨位置を検出する方法において、
ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群とを一体に構成した検出ユニットを用意し、
作業面に載置されたばら部位の被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部の揺動による前記近接センサのオン、オフ状態を視て肋骨位置を検出することを特徴とする。

本発明方法において、先ず作業面上に肋骨側を上向きにばら部を載置する。次に載置されたばら部の肋骨位置を計測する。肋骨位置の計測方法は、前記検出ユニットをばら部位の被検査箇所に移動させ、前記検出板が揺動する方向にかつ前記検出部が被検査箇所に当るように前記検出ユニットを移動させる。これによって該検出板が肋骨群の凹凸に対応して揺動する。揺動した検出板ではセンサ感知部が近接センサから離れ、センサ感知部が近接センサから検知範囲外になるとオフとなる。

このように硬い肋骨の凸部に検出部が当ると、検出板が揺動して揺動した検出板の近接センサがオフとなるので、近接センサがオフとなった検出板の位置に凸部があることがわかり、肋骨に位置を感度良く検知することができる。一方検出部が柔らかい肉部に当った場合は、肉部は凸状ではなくかつ検出部が肉を押しつぶすので、検出板はあまり揺動しない。本発明は、かかるばら部位の性状を利用したものである。

本発明方法において、検出ユニットを下降してばら部位の被検査箇所に当てるに際し、被検査箇所に対する該検出ユニットの高さが一定となるように検出ユニットに固定したガイド板を被検査箇所に当てるようにするとよい。前記ガイド板は、被検査箇所に対する該検出ユニットの高さが一定となる検出ユニットの位置に固定する。

これによって検出ユニットがばら部位の凹凸に左右されず一定の高さに保持できるので、ばら部位の凹凸度の度合いに検出板の揺動の度合いを正確に正比例して反応させるようにすることができる。
またかかる構成において、ガイド板を介して設定された押圧力がばら部位の被検査箇所に付与されるように構成すれば、検出ユニットがばら部位に密着してばら部位の凹凸に対する検出板の反応を感度良くすることができる。

また本発明方法においては、検出ユニットでばら部位の肋骨の両端部の位置を検出することにより、肋骨の長さ及び長手方向の傾きを検出することができる。肋骨の長手方向の傾きを検出できるため、後工程の脱骨工程で肋骨の傾きに沿ってカッタを移動させることによって、歩留まりの良い脱骨処理を可能とする。

また本発明の肋骨位置検出装置は、
ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、
複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、
前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群と、
前記検出板、支軸及び近接センサ群を一体に構成した検出ユニットを作業面に肋骨側を上向きに載置されたばら部位の被検査箇所に移動させる手段とからなり、
前記被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部が揺動することで前記近接センサのオン、オフを切り替えるように構成したことを特徴とする。

本発明装置において、前記構成により、前記検出部がばら部位の凸部に当ると、前記センサ感知部が揺動することで該センサ感知部が近接センサの感知範囲から離れると、近接センサがオフ状態となり、近接センサがオフとなったことにより、該近接センサに対応する検出板の位置に肋骨があることがわかる。肋骨は硬くかつ肉部に比べて盛り上がっており、一方肉部は肋骨位置に比べて凹んでおり、柔らかいので検出板の検出部が肉を押しつぶし、検出板があまり揺動しない。これによって本発明は、肋骨位置を感度良く判定することができる。

本発明装置では、検出板の支軸からの検出部の距離に対して該支軸からのセンサ感知部の距離を多く取れば、該センサ感知部を移動距離を長くすることができ、これによってばら部位の凹凸面に対する検出ユニットの感度を上げることができる。
なお本発明装置において、隣り合う検出板のセンサ感知部の互いの近接センサによる誤検知のおそれのない位置に離す必要がある。

また本発明装置において、好ましくは、検出板に被検査箇所に押圧力が付与されるように重りを設け、検出部が肉部に当るときは肉部を押しつぶして検出板が揺動しないように構成するとよい。かかる構成によれば、被検査箇所に検出板によって押圧力が付与されるので、検出部が骨等の硬い部分に当ったときの検出板の揺動する感度が向上し、一方肉等の柔らかい部分に当ったときは肉部を押しつぶすので、検出板はあまり揺動しない。このため骨部と肉部とで検出板の挙動に大きな差が出るので、肋骨位置の検出感度を良好にすることができる。

また本発明装置において、好ましくは、２台の前記検出ユニットを肋骨の長手方向及び長手方向に直交する方向に移動可能な支持装置に支持させ、該２台の検出ユニットを肋骨の長手方向に配置して肋骨の両端部を同時に検出可能に構成すれば、肋骨両端部の位置の違いから肋骨の長さ及び長手方向の傾きを検出することができ、しかも肋骨両端部の位置を同時に検出できるので、肋骨位置の計測工程を短時間で精度良く行なうことができる。

本発明方法によれば、ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群とを一体に構成した検出ユニットを用意し、作業面に肋骨側を上向きに載置されたばら部位の被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部の揺動による前記近接センサのオン、オフ状態を視て肋骨位置を検出することにより、ばら部位中の肋骨の位置を感度良く検出することができる。また肋骨位置を感度良く検出できるため、検出ユニットの動きを高速化でき、それによって肋骨位置検出時間を短縮することができる。

また好ましくは、検出ユニットを下降してばら部位に当てるに際し、検出ユニットに固定したガイド板を被検査箇所に当てるようにすることにより、ばら部位に対する検出ユニットの高さを一定にして検出精度をより高めることができるとともに、該ガイド板によりばら部位に押圧力を付与するようにすれば、検出ユニットがばら部位により密着して検出精度をより向上することができる。

また本発明装置によれば、ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群と、前記検出板、支軸及び近接センサ群を一体に構成した検出ユニットを作業面に肋骨側を上向きに載置されたばら部位の被検査箇所に移動させる手段とからなり、前記被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部が揺動することで前記近接センサのオン、オフを切り替えるように構成したことにより、肋骨位置を感度良く検出できるとともに、検出ユニットの動きを高速化でき、それによって肋骨位置検出時間を短縮することができる。

また好ましくは、検出板に被検査箇所に押圧力が付与されるように重りを設け、検出部が肉部に当るときは肉部を押しつぶして検出板が揺動しないように構成することにより、肋骨位置の検出感度をさらに良好にすることができるとともに、２台の検出ユニットを肋骨の長手方向に直交する方向に移動可能な支持装置に支持させ、該２台の検出ユニットを肋骨の長手方向に配置して肋骨の両端部を同時に検出可能に構成すれば、肋骨両端部の位置の違いから肋骨の長手方向の傾きを検出することができるのみならず、肋骨両端部の位置から肋骨の長さをも検知でき、後工程の肋骨の脱骨工程を支障なく行なうことができる。しかも肋骨両端部の位置を同時に検出できるので、肋骨位置の計測工程を短時間で精度良く行なうことができる。

本発明を食肉用豚屠体のばら部位の肋骨の脱骨処理に適用した第１実施例を示し、肋骨検知装置の全体立面図である。 前記第１実施例の肋骨検知装置の一部拡大断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。 前記第１実施例の肋骨検知装置の一部拡大断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。 前記第１実施例のばら部位の肋骨脱骨装置の全体立面図である。 前記第１実施例の脱骨処理の工程図である。 前記第１実施例の脱骨処理ラインを上から視た説明図である。 前記第１実施例の刃先８３の斜視図である。 前記第１実施例の計測工程の説明図である。 前記第１実施例の計測工程の説明図である。 前記第１実施例の計測工程の説明図である。 前記第１実施例の計測工程の説明図である。 豚屠体の分割部位を示す説明図である。 （ａ）は、従来の肋骨隙間計測装置を示す立面図、（ｂ）は検出ローラの倣い走行の説明図、（ｃ）は検出した肋骨隙間曲線を示す線図である。

符号の説明

０３ ばら部位
０７ 肋骨群
０９ ばら肉
２１ ベルトコンベア
３３ ボールネジ（カッタ本体の移動手段）
３０ 肋骨位置検出装置
３８、３８ａ、３８ｂ 検出ユニット
３９、３９ａ、３９ｂ 検出板
４０、４１ａ、４１ｂ 支軸
４１，４１ａ、４１ｂ 検出部
４２，４２ａ、４２ｂ センサ感知部
４３，４３ａ、４３ｂ 近接センサ
６０ 肋骨脱骨装置
８０ カッタ本体
８１ ローラ
８３ 刃先
８４ 筒状ストッパ
６２、６５ エアシリンダ（カッタ本体の移動手段）
７１ エアシリンダ（押圧力付与手段）
Ｓ１ ステーション（大外径の肋骨脱骨）
Ｓ２ 同上（中外径の肋骨脱骨）
Ｓ３ 同上（小外径の肋骨脱骨）
７２ 支軸（カッタ本体揺動手段）
７３ 長孔（同上）

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例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。
図１は、本発明を食肉用豚屠体のばら部位の肋骨の脱骨処理に適用した第１実施例を示し肋骨検知装置の全体立面図、図２は、第１実施例の肋骨検知装置の一部拡大立面図、図３は、同じく一部拡大側面図、図４は、第１実施例のばら部位の肋骨脱骨装置の全体立面図、図５は、第１実施例の脱骨処理の工程図、図６は第１実施例の脱骨処理ラインを上から視た説明図、図７は、刃先８３の斜視図、図８〜１１は、計測工程の説明図である。

図１において、中段フレームｆ２にコンベア装置２０が支持され、コンベア装置２０のコンベアベルト２１が作業面を構成し、ばら部位０３をコンベアベルト２１に載置して各処理工程にタクト送りする。コンベアベルト２１には基準板２２がばら部位の送り方向（紙面と直角な方向）に固定され、該基準板にばら部位の背骨側端面０３ａが接するように載置されて脱骨処理における基準位置となる。

コンベア装置２０の上方には肋骨位置検出装置３０が設けられている。肋骨位置検出装置３０は、その支持部材３１がサーボモータ３２によって回転されるボールネジ３３の回転とガイド棒５０によるガイドによってベルトコンベア２１の送り方向（紙面の直角方向）に移動可能になっている。支持部材３１の下部には２台のエアシリンダ３４ａ、３４ｂが設けられ、それらのピストン３５ａ、３５ｂの先端に固定されたガイド板３６ａ、３６ｂを上下方向（矢印ａ方向）に移動可能にしている。

ガイド板３６ａ、３６ｂには、ボックス３７ａ、３７ｂがエアシリンダ（図示略）によって水平方向（矢印ｂ方向）に移動可能に取り付けられ、ボックス３７ａ、３７ｂには、検出ユニット３８ａ、３８ｂが収納されている。
検出ユニット３８ａの構成を図２及び３により説明する（なお検出ユニット３８ｂも検出ユニット３８ａと同一の構成をしており、両者を代表して検出ユニット３８ａの構成を説明する。）。図２及び３において、検出ユニット３８ａは、支軸４０ａに正逆方向に回動可能に取り付けられた検出板３９ａと近接センサ４３ａとから構成されている。

検出板３９ａは、薄板状をなし、ばら部位０３の被検査箇所に当るように下方に突設された検出部４１ａと上方に突設されたセンサ感知部４２ａとを有し、多数重ね合わされた状態でボックス３７ａに装架された支軸４０ａに矢印ｃ方向に回動可能に取り付けられている。近接センサ４３ａは、センサ感知部４２ａに対面する位置に固定されるようにボックス３７ａに装架された支持板４４ａに取り付けられている。検出板３９ａは、円弧状長孔４５ａが設けられ、長孔４５ａに遊嵌する円柱状ストッパ４６ａで検出板３９ａの回動角度範囲が規制され、また検出板３９ａは、ストッパ４７ａで下方への回動が規制されている。

センサ感知部４２ａ及び近接センサ４３ａは、隣り合う検出板３９ａのセンサ感知部及び近接センサと干渉しないように順々にずらして配置されており、センサ感知部４２ａが他の検出板３９ａの感知範囲に入らないようにしている。またガイド板３６ａの下端部には、ガイド板３６ａを下降させたときばら部位０３の被検査箇所に接触して検出ユニット３８ａのばら部位に対する上下方向の位置決めを行ない、かつエアシリンダ３４ａの空気圧をばら部位０３に付加する倣い板４８ａが水平方向に設けられている。なおボールネジ３３の支持部４９は、横方向フレームｆ４に支持され、ボールネジ３３は、ガイド棒５０とともに肋骨位置検出装置３０の支持部３１を水平方向に摺動させる。

次に本実施例の肋骨脱骨装置６０を図４に基づいて説明する。肋骨脱骨装置６０は、図６に示すようにベルトコンベア２１によるばら部位０３の送り方向において肋骨位置検出装置３０よりやや上流側にあり、肋骨位置検出装置３０とは共通の支持部５１に固定されている。

図４において、肋骨脱骨装置６０の支持部６１は、肋骨位置検出装置３０と同様に、サーボモータ３２によって駆動されるボールネジ３３の回転とガイド棒５０によるガイドによってベルトコンベア２１の送り方向に往復動可能に構成されているとともに、共通支持部５１と一体の支持部５２に取り付けられたエアシリンダ６２によって上下方向（矢印ｄ方向）に移動可能に構成されている。

また肋骨脱骨装置６０は、支持部６１の下端部に取り付けられた回動軸６３に取り付けられ、支持部６１に取り付けられたサーボモータ７５によって矢印ｃ方向（正逆方向）に回動可能になっている。回動軸６３の下端には支持フレーム６４が取り付けられ、支持フレーム６４の一端にはエアシリンダ６５が設けられ、エアシリンダ６５のピストン６５ａには移動フレーム６６が取り付けられ、移動フレーム６６はエアシリンダ６５によって、支持フレーム６４と一体となったガイドバー６９にガイドされて矢印ｆ方向に正逆駆動される。

移動フレーム６６にはくの字形リンク６７及び６８を介してカッタ本体８０が取り付けられている。くの字形リンク６７，６８及びこれらリンクに装架された直線リンク７０によって平行四辺形が形成され、この機構によってカッタ本体８０は、ばら部位０３に対して水平な姿勢を保持する。また移動フレーム６６に固定されたエアシリンダ７１のピストン７１ａにはくノ字形リンク６７の一端が接続され、エアシリンダ７１によってカッタ本体８０は若干下降できるとともに、エアシリンダ７１の空気圧がカッタ本体８０を介してばら部位０３に付与されるようになっている。

またくの字形リンク６８は、その動きの支点となる支軸７２が移動フレーム６６の長孔７３に嵌合され、該支軸７２が長孔７３内で摺動可能に嵌合されているので、カッタ本体８０の後端（図４上で右端）が矢印ｇ方向に上昇可能となり、これによってカッタ本体８０がばら部位表面の曲面に合わせて傾くことが許容されるようになっている。

カッタ本体８０は、その前端（図４上で左側）にローラ８１が設けられ、ローラ８１は、ばら部位０３を押圧する方向にコイルバネ８２の弾性力が付与されるように構成されている。またカッタ本体８０の下部には、図７に示すように断面がＵ字形の刃先８３が取り付けられ、カッタ本体８０の矢印ｈ方向への摺動により肋骨０７の周囲に切り込みを入れ、そのままｈ方向に移動することにより、肋骨０７をばら部位０３から切断する。

また肋骨０７の端面に対面する位置に外周が筒状のストッパ８４が設けられている。筒状ストッパ８４は、支持フレーム６４に取り付け部７４を介して固定され、その外周は刃先８３がその外側を通過できるように刃先８３の内径より小径につくられている。
また図６に本実施例において複数に分割された脱骨ステーションを示す。図６において、投入位置Ｔにおいて基準板２２にばら部位の背骨側端面０３ａが接するように載置されて脱骨処理における基準位置となる。

次にばら部位０３がベルトコンベア２１により各脱骨ステーションＳ１〜Ｓ３で停止するように矢印ｉ方向にタクト送りされる。各ステーションで、肋骨脱骨装置６０と肋骨位置検出装置３０とは共通の支持部５１に一体的に固定された状態でボールネジ３３上を矢印ｊ方向に摺動する。ステーションＳ１には外径の大きい肋骨に適合する外径の刃先８３が装備され、ステーションＳ２には中間クラスの外径の肋骨の合う刃先が装備され、ステーションＳ３では外径の小さい肋骨に合う刃先が装備されている。

肋骨群は通常頭部側で外径が大きく、尾側に向かって外径が小さくなるので、ステーションＳ１では頭部側の肋骨群が脱骨対象となり、ステーションＳ２では中間部の肋骨群が脱骨対象となり、ステーションＳ３では尾側の肋骨群が脱骨対象となる。
投入位置Ｔを出発したばら部位０３は先ずステーションＳ１で停止し、そこで先ず肋骨位置検出装置３０で肋骨位置を検出した後、肋骨脱骨装置６０により外径の大きい肋骨群の脱骨を行なう。

次にばら部位０３はステーションＳ２までタクト送りされ、ステーションＳ２で外径が中ぐらいの肋骨の脱骨処理を行なう。その後さらにステーションＳ３までタクト送りされ、そこで外径が小さい領域の肋骨の脱骨を行なう。

次に肋骨位置検出装置３０を用いた肋骨位置の検出方法について説明する。図８において、ばら部位０３は、薄い板状のばら肉０９の上に表面以外埋没した肋骨群０７が平行に１１から１３本存在する。重ね合わされた検出板３９は、支軸４０を中心に揺動し、固定された近接センサ４３に対しセンサ感知部４２が揺動することで、ボックス３７に固定された近接センサ４３のオン、オフが切り替わる仕組みになっている。

なお検出板３９に一体に設けられた錘５２は、検出板３９を常に同じ位置に保つためのものであり、外的な力が働かない限りセンサ感知部４２は近接センサ４３の感知範囲に位置し、このとき近接センサ４３はオン状態となっている。図８〜１１に示す例のように検出板３９に前記作用を有する錘５２を一体的に設けてもよい。
また隣り合う検出板同士は、近接センサ４３の干渉を防ぐためにセンサ感知部４２の位置を異ならせている。

肋骨位置の検出のためには、図９に示すようにまずばら部位０３に対し検出ユニット３８を近づける。ばら部位０３は厚みに個体差があるため、適切な高さとなるようにエアシリンダ３４により検出ユニット３８を下降させる。その際検出ユニット３８のばら部位０３に対する高さが一定となるように、ガイド板３６の下流側部に固定された倣い板４８をばら部位０３の表面に当てることにより、検出ユニット３８のばら部位０３に対する位置を設定する。このように倣い板４８を用いることにより、ばら部位０３に均一な力が働き、ばら部位０３をつぶさないようにできるとともに、エアシリンダ３４の空気力により倣い板４８に下方への付勢力を付与し、倣い板４８をばら部位表面に密着させることができる。

次に図１０に示すように、下方に突設した検出部４１がばら部位０３に接触するように検出板３９をばら部位０３の上を通過させる。検出部４１が硬い肋骨０７に接触すると、検出板３９が支軸４０を中心に矢印ｋ方向（時計回り）に回転し、センサ感知部４２が近接センサ４３の感知範囲から外れ、近接センサ４３はオフの状態となる。

一方図１１に示すように、検出板３９がばら肉０９の上を通過した場合は、錘５２の作用でばら肉０９を押しつぶし、検出板３９は回転することなく、近接センサ４３はオンの状態を保つ。
かかる原理を利用し、最も速くオフの状態となった近接センサ４３の位置情報を記憶することにより、肋骨０７の正確な端面位置と骨の中心位置を知ることができる。

なお本実施例では、２台の検出ユニット３８ａ及び３８ｂをそれぞれ肋骨の両端部に位置させ、同時に作動させて、肋骨０７の両端部の検出を行なうので、肋骨０７の端面位置や中心位置だけでなく、肋骨両端部の位置情報を基に演算することにより、肋骨の傾きや長手方向の長さを算出することができる。

次に本実施例における肋骨の脱骨処理操作を説明する。図５において、（ａ）は肋骨脱骨装置６０が脱骨処理前の状態を示す。（ｂ）は脱骨処理後の状態を示し、このとき移動フレーム６６はエアシリンダ６５によって矢印ｈ方向に押出され、移動フレーム６６と同時にカッタ本体８０も矢印ｈ方向に押し出され、支持フレーム６４に固定された筒状ストッパ８４の外周の外側にＵ字状刃先８３が位置している。

なお図１では移動フレーム６６に長孔７３を設けて、カッタ本体８０の矢印ｇ方向の傾きを許容させているが、図５の構成では、（ｃ）に示すように、長孔７３の代わりに図１のリンク７０をコイルバネ７５に置き換えることにより、カッタ本体８０の矢印ｇ方向の傾きを許容させる構成としている。なお長孔７３とコイルバネ７５の両方を具備させてカッタ本体８０の矢印ｇ方向の傾きを許容させる構成とすれば、カッタ本体８０の矢印ｇ方向の傾きを更に容易にすることができる。

図５の（ｄ）は脱骨開始時、（ｅ）は脱骨途中、及び（ｆ）は脱骨終了時の状態を示す。脱骨開始に際し、前記肋骨位置検出工程で肋骨両端部の位置を検出し、それによって肋骨０７の傾きと長さを算出できるので、まず肋骨脱骨装置６０を回動軸６３を中心に回動させて肋骨０７の傾きにカッタ本体８０のｆ方向の移動方向を合わせる。
そしてエアシリンダ６２及び６５を操作して、図５（ｄ）に示すように、刃先８３が肋骨先端面０７ａに当る位置に移動させる。
そしてカッタ本体８０をばら部位０３に載置し、かつエアシリンダ７１の空気力によって矢印ｍの下方にカッタ本体８０がばら部位表面に押圧力を付加した状態とする

そしてエアシリンダ６５を作動させてカッタ本体８０を矢印ｈ方向に移動させ、刃先８３を肋骨先端面０７ａとその周囲の肉０９との間に挿入し、両者を切断する。図５（ｅ）は脱骨途中の状態を示すが、このときローラ８１はコイルバネ８２の弾性力でばら部位表面を押圧しているので、刃先８３が肋骨の表面に密着する。ローラ８１の押圧力で脱骨処理中刃先８３が肋骨表面に密着するので、肋骨表面に残留する肉を最小限にすることができ、肉の歩留まりを向上させることができる。

また脱骨処理中、筒状ストッパ８４が肋骨末端面０７ｂに当接して肋骨を固定しているので、脱骨に支障をきたすことがない。図５（ｆ）は、脱骨終了時を示すが、このとき刃先８３が筒状ストッパ８４の外周外側に到達し、一工程で肋骨の脱骨を完了することができる。筒状ストッパ８４の外径は刃先８３の内径より小径になっているので、刃先８３を筒状ストッパ８４の外周外側までスムーズに移動させることができる。

本実施例では、図６に示すように、ベルトコンベア２１に沿って刃先８３の外径を異ならしめた３段階のステーションＳ１からＳ３を設置し、大きい外径の刃先を装備したステーションＳ１では大きい外径の肋骨の脱骨を行ない、中間クラスの外径の刃先を装備したステーションＳ２では中間クラスの外径の肋骨を脱骨し、外径の小さい刃先を装備したステーションＳ３では小さい外径の肋骨を脱骨するようにしているので、肋骨に残留する肉をさらに少なくでき、肉の歩留まりをさらに向上することができる。

このように本実施例によれば、肋骨位置検出工程において、食肉屠体ばら部位の肋骨とばが肉との硬軟の差異を利用して、肋骨０７が当った検出板３９の揺動を近接センサ４３のオン、オフにより識別することができるので、ばら部位の肋骨位置を精度良く検出することができるとともに、また検出精度が良いため、検出ユニット３８の動きを高速化でき、検出時間を短縮することができる。

またガイド板３６の下流側部に固定された倣い板４８をばら部位０３の表面に当てて、検出ユニット３８のばら部位０３に対する位置を設定することにより、ばら部位０３に均一な力が働き、ばら部位０３をつぶさないようにできるとともに、エアシリンダ３４の空気力により倣い板４８に下方への付勢力を付与し、倣い板４８をばら部位表面に密着させることができるため、検出部４１の感度を均一にでき、検出精度を高めることができる。

また検出板３８に錘５２を設けることによって、ばら部位０３に当る検出部４１の押圧力を変えることができ、これによって検出の感度を調整することができる。
さらに２台の検出ユニット３８ａ、３８ｂで肋骨の両端部を同時に検出できるため、肋骨の傾き及び長さまで同時に算出でき、これによって後工程の脱骨処理を効率良く行なうことができる。

また肋骨脱骨工程においては、カッタ本体８０の１回の動きで１本の肋骨の脱骨を完了することができて処理工程を短縮化することができるとともに、肋骨位置の検出から脱骨まで完全自動化できるので、作業効率を大幅に向上することができる。
また脱骨時にローラ８１でばら部位０３に押圧力を付与しているので、刃先８３を肋骨表面に密着させながら肉部を分離でき、これによって肉の歩留まりを向上させることができる。

さらに脱骨工程を３つのステーションＳ１〜Ｓ３に分け、各ステーションで各刃先外径が異なるカッタ本体８０を使用し、各ステーションで刃先外径に適合した外径の肋骨を脱骨対象としているため、肋骨に残留する肉の歩留まりをさらに向上することができる。

本発明によれば、食肉用家畜屠体のばら部位の肋骨位置の計測を簡単な機構で自動化することができるので、後工程での肋骨脱骨工程をも含めた処理工程の全自動化が可能なる。またばら部位の肋骨位置の検出精度を高め、検出に要する時間を低減できて、検出工程を効率化することができる。

Claims (8)

1. 食肉用屠体を半截した枝肉を大分割した後のばら部位の肋骨位置を検出する方法において、
   ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群とから構成された検出ユニットを用意し、
   作業面に肋骨側を上向きに載置されたばら部位の被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部の揺動による前記近接センサのオン、オフ状態を視て肋骨位置を検出することを特徴とする食肉ばら部位の肋骨位置検出方法。
2. 前記検出ユニットを下降してばら部位の被検査箇所に当てるに際し、
   前記検出ユニットに固定したガイド板を該被検査箇所に当てることにより該被検査箇所に対する該検出ユニットの高さを一定とすることを特徴とする請求項１記載の食肉ばら部位の肋骨位置検出方法。
3. 前記検出ユニットをばら部位の被検査箇所に当てた際に、前記ガイド板を介して設定された押圧力がばら部位の被検査箇所に付与されるようにしたことを特徴とする請求項２記載の食肉ばら部位の肋骨位置検出方法。
4. 前記検出ユニットで肋骨の両端部の位置を検出することにより該肋骨の傾きを検出することを特徴とする請求項１記載のばら部位の肋骨位置検出方法。
5. 食肉用屠体を半截した枝肉を大分割した後のばら部位の肋骨位置を検出する装置において、
   ばら部位に接する位置に突設された検出部及び該検出部と異なる方向に突設されたセンサ感知部とを有する薄板状の検出板と、
   複数の前記検出板を重ね合わせた状態で揺動可能に支持する支軸と、
   前記複数の検出板の各センサ感知部に対面する位置に設けられた近接センサ群と、
   前記検出板、支軸及び近接センサ群を一体に構成した検出ユニットを作業面に肋骨側を上向きに載置されたばら部位の被検査箇所に移動させる手段とからなり、
   前記被検査箇所に前記検出部が当るように前記検出ユニットを移動させ、前記センサ感知部が揺動することで前記近接センサのオン、オフを切り替えるように構成したことを特徴とする食肉ばら部位の肋骨位置検出装置。
6. 重ね合わされた複数の前記検出板の隣り合うセンサ感知部の位置を互いの近接センサによる誤検知のおそれのない位置に離して設置することを特徴とする請求項５記載の食肉ばら部位の肋骨位置検出装置。
7. 前記検出板に被検査箇所に押圧力が付与されるように重りを設け、
   前記検出部が肉部に当るときは肉部を押しつぶして検出板が揺動しないように構成したことを特徴とする請求項５記載の食肉ばら部位の肋骨位置検出装置。
8. ２台の前記検出ユニットを肋骨の長手方向及び長手方向に直交する方向に移動可能な支持装置に支持させ、
   該２台の検出ユニットを肋骨の長手方向に配置して肋骨の両端部を同時に検出可能に構成したことを特徴とする請求項５記載の食肉ばら部位の肋骨位置検出装置。

Images