JPH08126445A - 畜舎用センサ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 牛舎における搾乳場の移動通路に、牛存否検
出用のセンサＳ1 を設けるに、センサＳ1 を、投光器１
５と受光器１６との対で成る光学式に構成するととも
に、投光器１５を、発光体１７による投光経路始端部へ
の周囲からの他物侵入を阻止する筒カバー１８を設け、
かつ、発光体１７の前方に間隔をもって配置される透明
ガラス製の透過壁１９を筒カバー１８内に装備して構成
する。 【効果】 透過壁と筒カバーによる二重の遮熱構造によ
って発光体の熱を有効に遮ることができ、センサ機能を
悪化させることなく極力蠅等の虫が集ることによる誤作
動のない信頼性に優れたものとして提供できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、牛舎や豚舎といった畜
舎における家畜存否用のセンサ構造に係り、詳しくは、
蠅等の虫が光軸面を遮ることのないようにしてセンサの
誤作動を防止する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、牛舎においては、フリーストー
ルから搾乳場への移動通路に牛の通過や存否を検出する
センサと通路を開閉するゲートを設け、先の牛が移動す
ると次の牛が通過可能となるようにゲートを開く、とい
った制御を行うことで牛が円滑に移動できるように構成
されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】つまり、良好な飼育管
理のためにセンサが適宜に配置されているのであるが、
牛が移動通路に存在していないのに存在検出するという
不都合がしばしば生じることが確認された。そこで、そ
の不都合原因を調査したところ、センサの投光体が発す
る熱に反応して投光器に蠅が集る傾向があり、その集っ
てきた蠅が光軸面を遮ることによって誤作動しているこ
とが知見された。牛舎等の畜舎では蠅等の虫が多いの
で、虫によるセンサの誤作動対策を施す必要がある。本
発明の目的は、物体の存否検出を確実に行え、しかも比
較的廉価である光学式センサを用いながら、その発熱に
よる上記不都合を解消して良好に機能させるようにする
点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、畜舎に家畜存否検出用のセンサを設けるに、
そのセンサを、投光器と受光器との対で成る光学式に構
成するとともに、投光器を、発光体による投光経路始端
部への周囲からの他物侵入を阻止する筒カバーを設け、
かつ、発光体の前方に間隔をもって配置される透過壁を
筒カバー内に装備して構成してあることを特徴とするも
のである。又、受光器に、受光体による受光経路始端部
への周囲からの他物侵入を阻止する筒カバーを装着すれ
ば一層好ましい。

【０００５】

【作用】請求項１の構成によれば、投光経路始端部を筒
カバーで覆ってあるので、発光体の熱が筒カバー外部に
及び難いようになるとともに、筒カバー内部に発光体に
対する透過壁を設けることで、発行体の熱が筒カバー内
部に対しても及び難くなる。つまり、筒カバーによって
発光体と虫との距離を物理的に遠くすること、及び透過
壁による熱の遮断作用との協働により、虫が熱を感知し
て投光器に寄ってくる可能性を激減させることができる
ようになる。又、筒カバーの採用によって投光経路は確
保されているから、センサの作動に悪影響を及ぼすこと
はない。

【０００６】ところで、熱源ではない受光器にも蠅等の
虫が集る可能性はあり、この受光器側で光軸を遮られて
も誤作動を招いて都合が悪い。従って、請求項２の構成
によれば、受光経路始端部への周囲からの他物侵入を阻
止する筒カバーを受光体にも設けてあるので、受光器側
におけるセンサ誤作動原因も減るようになる。

【０００７】

【発明の効果】その結果、請求項１の記載によるセンサ
構造では、透過壁と筒カバーによる二種の遮熱構造によ
って発光体の熱を有効に遮ることができ、センサ機能を
悪化させることなく極力蠅等の虫による誤作動のない畜
舎に好適なものを、信頼性に優れる状態で提供できた。
請求項２の記載によるセンサ構造では、受光器側での虫
の集りによる誤作動も減り、センサの信頼性がより向上
するようになった。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を牛舎に適用した場
合について、図面に基づいて説明する。図１に牛舎の全
体レイアウトが示されている。１は広い餌場、２はフリ
ーストール（休息場）、３は搾乳場であり、餌場１の片
側に餌箱１ａが配置され、フリーストール２の両側には
パイプで仕切られた多数のストール（寝床）２ａが配置
されている。餌場１とフリーストール２とは２箇所のゲ
ート４，５で仕切られており、これらゲート４，５は、
餌場１とフリーストール２とのいずれの方向にも開く自
由開閉状態と、餌場１からフリーストール２への通過の
み許容するワンウェイ状態とに切換自在に構成されてい
る。

【０００９】この牛舎における搾乳システムを概略説明
すると、先ず、餌場１に乳牛を放しておき、搾乳時間の
数時間前になると、自由開閉状態にあるゲート４，５を
ワンウェイ状態に切換え、全ての乳牛がフリーストール
２へ集まるようにする。そして、時間が過ぎて空腹にな
ってきた牛から、順次、搾乳場３へ向かい、後述する分
配ゲートＧ6 の揺動により、搾乳の終了した乳牛は餌場
１に開放し、搾乳できなかった乳牛はセパレーションエ
リア３Ｓに導かれて搾乳の再トライを待つようになるの
である。フリーストール２には餌がないが、搾乳場３に
は牛の嗜好をそそる美味しい餌が用意されているため、
このことを知っている（教育されている）乳牛が、空腹
になると自然に搾乳場３に向かうようになるのである。

【００１０】次に、搾乳場３について説明する。図１に
示すように、搾乳場３では人為作業することなく搾乳で
きる自動搾乳装置Ａを備えており、その自動搾乳装置Ａ
（図４参照）の機械装置類、及び監視を行う制御室６、
直列配置された２箇所の搾乳室７，７、これらの搾乳室
の横に配置される移動通路８、控室２８、及び移動通路
８の始端と終端とを連絡する略コ字状のセパレーション
エリア３Ｓ等が配置されている。

【００１１】図２に示すように、移動通路８の入口側に
は開閉自在な第１ゲートＧ1 が、出口側には、終了位置
と再トライ位置とに切換可能な第６ゲートＧ6 が夫々配
置されており。一方、各搾乳室７，７には乳牛の入口で
ある第２（第４）ゲートＧ2,Ｇ4 、及び出口である第３
（第５）ゲートＧ3,Ｇ5 が装備されている。

【００１２】第１ゲートＧ1 は、通常テキサスゲートと
呼ばれ、上下軸心回りで揺動可能な左右一対のゲート片
９，９を備え、エアーシリンダ（図外）等によって一対
のゲート片９，９を同時に開閉可能な観音開き構造に構
成されている。第２ゲートＧ2 は、上下軸心回りで揺動
自在な扉型に構成され、開き位置では移動通路８を殆ど
塞ぐ状態に設定してあり、必ず第１搾乳室７から先に牛
が入るようにしてある。第２搾乳室７の第４ゲートＧ4
も全く同じ構造である。

【００１３】第３ゲートＧ3 は、搾乳室７の側壁に上下
軸心回りで揺動可能に支承された第１扉１０と、この第
１扉１０に上下軸心回りで揺動可能に支承された第２扉
１１とによる２つ折れ構造の折れ戸に構成されている。
この第３ゲートＧ３は、その閉じ作動に伴って第２扉１
１が、搾乳室７からでた牛の臀部を押して前進を促進さ
せるように構成されている〔図５（ヘ）参照〕。第２搾
乳室７の第5 ゲートＧ5 も全く同じ構造に設定されてい
る。

【００１４】第６ゲートＧ6 は、上下向きの軸心回りで
揺動可能な分配ゲート（セパレーションゲート）１２
と、餌場１側及びセパレーションエリア３Ｓ側夫々への
ワンウェイゲート１３，１４とで成る複合扉に構成され
ている。分配ゲート１２は、移動通路８と餌場１とを連
絡させるべくセパレーションエリア３Ｓ側に揺動した終
了位置（図２実線の状態）と、移動通路８とセパレーシ
ョンエリア３Ｓとを連絡させるべく餌場１側に揺動した
再トライ位置（図２仮想線の状態）とに切換可能に構成
されている。

【００１５】又、各ゲートを連係動作させるために、牛
の通過や存否を検出する多数のセンサＳ1 〜Ｓ8 が装備
されている。全てのセンサは、投光器と受光器との対で
成る光センサに構成され、光軸を遮ることによって検出
作動するものである。図面表現上、各センサの光軸にＳ
1 〜Ｓ8 を符記するものとすれば、各センサは次のよう
に配置されている。

【００１６】図２に示すように、上下一対の第１、第２
センサＳ1,Ｓ2 は、第１ゲートＧ1から６０cm離れた地
点における移動通路８を直交する状態に配置されてお
り、第１センサＳ1 は牛の脚部分を、第２センサＳ2 は
胴体部分を夫々検出するものである。第３センサＳ3
は、第１搾乳室７の始端側部分と、第１搾乳室７の終端
側の移動通路反対側部分とに亘るように斜め配置されて
いる。第４センサＳ4 は、第１搾乳室７の始端側の移動
通路反対側部分と、第１搾乳室７の終端側部分とに亘る
ように斜め配置されている。第５センサＳ5 は、第２搾
乳室７の始端側部分と、第２搾乳室７の終端側の移動通
路反対側部分とに亘るように斜め配置されている。第６
センサＳ6 は、第２搾乳室７の始端側の移動通路反対側
部分と、第２搾乳室７の終端側部分とに亘るように斜め
配置されている。上下一対の第７、第８センサＳ7,Ｓ8
は、第２搾乳室７の終端側付近における移動通路８を直
交する状態に配置されており、第１、第２センサＳ1,Ｓ
2 と同様に第７センサＳ7 は脚部分を、第８センサＳ8
は胴体部分を夫々検出する。

【００１７】次に、図２〜図７を参照して各センサと各
ゲートとの連係動作について説明する。先ず、初期状態
では、図３（イ）に示すように、第２ゲートＧ2 が開
き、かつ、第６ゲートＧ6 （分配ゲート１２）が終了位
置に操作されており、その他のゲートＧ1,Ｇ3,Ｇ4,Ｇ5
は全て閉じている。図３（ロ）に示すように、第１ゲー
トＧ1 が開き、牛が移動通路８に入ってきて第１、第２
センサＳ1,Ｓ2 を通過完了すると第１ゲートＧ1 が閉じ
る。そして、第３センサＳ3 を通過して第１搾乳室７に
牛が入り、首に装着したリスポンダ（図示せず）によっ
てタグ（受信装置）Ｔが固体（牛）検出作動すると、第
２ゲートＧ2 が閉じられるとともに、第４ゲートＧ4 が
開く〔図４（ハ）参照〕。

【００１８】そして、第１搾乳室７において自動搾乳装
置Ａでの搾乳が開始され、かつ、次の牛が移動通路８に
入ることが可能となるべく再び第１ゲートＧ1 が開きう
る状態となる。尚、第１ゲートＧ1 は、該ゲート手前に
配置された図示しない存否センサによって第１ゲートＧ
1 直前の待機位置に牛が来ており、かつ、第１，第２搾
乳室７，７のいずれかが空いている条件のときにのみ開
き可能に設定されている、と好都合である（第１ゲート
Ｇ1 の開き作動のみ手動操作する手段もある）。

【００１９】次の牛が移動通路８に入り、第１，第２セ
ンサを通過完了すると第１ゲートＧ1 が閉じられ、そし
て、第５センサＳ5 を遮りながら第４ゲートＧ4 から第
２搾乳室７へ導かれるようになる〔図４（ニ）参照〕。
第４ゲートＧ4 は、第２ゲートＧ2 が閉じた時点、又
は、次の牛が第１，第２センサを遮った時点で開いても
良い。次の牛が第２搾乳室７に入って、そのタグＴが固
体検出すると、第４ゲートＧ4 が閉じられ、２箇所の搾
乳室７，７双方で搾乳が行われる状態となる。

【００２０】次に、第１搾乳室７での搾乳が終了して、
自動搾乳装置Ａがリセットされると、そのことに連係し
て第１搾乳室７の出口である第３ゲートＧ3 が開き、牛
が移動通路８に進みだす〔図５（ホ）参照〕。このと
き、牛の通過で遮られた第４センサＳ4 が再び初期状態
（光軸開通状態）に戻ること、又は遮られ時間が設定時
間以上続くことに連係して、折り畳まれた状態の第３ゲ
ートＧ3 が閉じ作動し、、図５（ヘ）に示すように、第
２扉１１が牛の臀部を後押しして前進を促進させる機能
が発揮されるようにしてある。第１搾乳室７を出た牛
が、第５，第６センサＳ5,Ｓ6 を通過してから第７，第
８センサＳ7,Ｓ8 に差し掛かると第３ゲートＧ3 が閉じ
られるとともに第２ゲートＧ2 が開き、第７、第８セン
サＳ7,Ｓ8 の通過完了で第１ゲートＧ1 が開きうる状態
になる〔図６（ト）参照〕。搾乳が終了している場合に
は、第６ゲートＧ6 は終了位置に維持されており、牛は
餌場側ワンウェイゲート１３を通って餌場１へ開放され
る。

【００２１】第２搾乳室７での搾乳が終わると、上記し
た第１搾乳室７の場合とほぼ同様に作用する〔図６
（チ）参照〕が、違いを述べると、第５ゲートＧ5 の閉
じ作動と第１ゲートＧ1 の開き可能状態とは、第７，第
８センサＳ7,Ｓ8 の通過完了に伴って達成されるととも
に、第４ゲートＧ4 は依然として閉じ状態に維持されて
いる点である（このときに第４ゲートＧ4 が開き作動さ
れるのは、その時点で第１搾乳室７に牛が入っている場
合である）。そして、第２搾乳室７の牛が第７，第８セ
ンサＳ7,Ｓ8 を通過完了すると、第１ゲートＧ1 が開き
うる状態になり、かつ、第２〜第５ゲートＧ2,Ｇ3,Ｇ4,
Ｇ5が全て閉じた状態となる（図７参照）。この状態の
ときに、未だ第１搾乳室７に牛が入っていないのであれ
ば、各ゲートＧ1 〜Ｇ6 は第２ゲートＧ2 のみ開いた初
期状態〔図３（イ）の状態〕に戻る。

【００２２】このシステムでは、両方の搾乳室７，７が
共に空の状態では、第１搾乳室７に優先して牛を入れる
ように設定されている。又、各搾乳室７，７前の移動通
路８における第３〜第６センサＳ3 〜Ｓ6 のクロス配置
の利点は次のようである。すなわち、直列配置された搾
乳室７への移動通路８からの出退移動は、搾乳室７の横
側壁部分で行う構造上、センサの斜め配置によって搾乳
室７の入出口に近い位置でセンシングできる機能、及
び、例えば、第２搾乳室７を出た牛が第７、第８センサ
Ｓ7,Ｓ8 の通過中にバックすることがあると、第５、第
６センサＳ5,Ｓ6が作動してその不都合を検出できる機
能、の双方の機能を発揮できることであり、各ゲートの
前後に移動通路８に直交してセンサを配置する手段に比
べて、入出口に近い箇所で検出できて検出精度に優れな
がら必要センサ数が少なくて済むという利点がある。

【００２３】上記した各ゲートの開閉作動は、システム
が円滑に稼働しているときの一例であり、ケース・バイ
・ケースによって様々な作動状況が考えられる。例え
ば、第２搾乳室７での搾乳が第１搾乳室７よりも早く終
了した場合では、第２搾乳室７の牛が第７，第８センサ
Ｓ7,Ｓ8 の通過終了に伴って、第１ゲートＧ1 が開きう
る状態になるとともに、第２ゲートＧ2 ではなく、第４
ゲートＧ4 のみ開く状態が現出される。そのときに第１
ゲートＧ1 手前に次の牛が来ていると、第１ゲートＧ1
が開き、牛は第１搾乳室７をやり過ごして第２搾乳室７
に入るようになる、といった具合である。

【００２４】各センサＳ1 〜Ｓ8 はいずれも同じセンサ
を使用しており、その構造を第１センサＳ1 のもので説
明すると、図８、図９に示すように、第１センサＳ1
は、投光器１５と受光器１６との対で成る光学式に構成
されている。投光器１５は、発光体１７による投光経路
（図８ではＳ1 で示してある）始端部への周囲からの他
物侵入を阻止する筒カバー１８を設け、かつ、発光体１
７の前方に間隔をもって配置される透過壁１９を筒カバ
ー１８内に装備してある。詳述すると、発光体１７は複
数の放熱孔２０ｂが形成された仕切り壁２０ａ付きの第
１カバー２０に固定され、その第１カバー２０先端部に
透明ガラス製の透過壁１９が固定装着されている。筒カ
バー１８は両端開放の丸筒であり、その基端を第１カバ
ー２０先端外周に螺着することで一体化された投光器１
５が構成されている。

【００２５】つまり、発光体１７は発光するとともに熱
も出し、その熱に反応して蠅が寄って来ることが知られ
ており、透過壁１９と筒カバー１８とによって発光体１
７の光軸側の周囲に熱が発散されないようにしてある。
これによって、投光器１５の光軸が蠅によって遮られ、
センサＳ1 が誤作動することを防止している。又、同図
に示すように、受光器１６にも、受光体２１による受光
経路始端部への周囲からの他物侵入を阻止する筒カバー
２２が装着されており、受光器１６においても蠅等の虫
によって光軸が遮られる不都合がないようにしてある。

【００２６】図１に示すように、セパレーションエリア
３Ｓの終端には一方向ゲート２３が、かつ、その手前に
は第２分配ゲート２４が装備されている。一方向ゲート
２３は、セパレーションエリア３Ｓから第１ゲートＧ1
前への揺動のみ許容し、その逆方向への牛の移動を阻止
するようにされたワンウェイゲートであり、第２分配ゲ
ート２４は、搾乳再トライさせるべく第１ゲート部分に
向かわせる通常位置（図１における実線の位置）と、フ
リーストール２に戻すよう復帰位置（図１における破線
の位置）とに切換操作可能である。第２分配ゲート２４
を復帰位置にするのは、搾乳失敗ではなくテクニカルセ
パレート（病気や乳頭位置異常等によって搾乳できない
場合）する場合である。

【００２７】上述した自動搾乳装置Ａでは、ポケットベ
ル等の警報により、オペレータが牛舎以外の所に居ても
装置の異常を知ることができるが、機械の停止操作まで
はできない。そこで、図１０に示すように、電話回線を
利用して自動搾乳装置Ａ、回線認識ルーチン２５、モデ
ム（変復調装置）２６、及び公衆電話２７を電気的に連
係し、例えば、プッシュホン公衆電話２７の♯と１とを
順に押すと自動搾乳装置Ａが停止し、♯と０とを順に押
すと自動搾乳装置Ａが稼働する、という具合に記憶させ
ておくことにより、離れた場所からも装置の停止及び起
動が行えるようにしてある。

【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】牛舎レイアウトを示す全体平面図

【図２】搾乳場、及び各ゲートと各センサの配置状態を
示す平面図

【図３】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図４】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図５】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図６】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図７】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図８】センサの構造を示す断面側面図

【図９】投光器の背面図

【図１０】自動搾乳装置の牛舎外部からの操作手段を示
すブロック図

【符号の説明】

１５ 投光器 １６ 受光器 １７ 発光体 １８ 筒カバー １９ 透過壁 ２１ 受光体 ２２ 筒カバー Ｓ1 センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 畜舎に家畜存否検出用のセンサを設ける
   に、該センサ（Ｓ1）を、投光器（１５）と受光器（１
   ６）との対で成る光学式に構成するとともに、前記投光
   器（１５）は、発光体（１７）による投光経路始端部へ
   の周囲からの他物侵入を阻止する筒カバー（１８）を設
   け、かつ、前記発光体（１７）の前方に間隔をもって配
   置される透過壁（１９）を前記筒カバー（１８）内に装
   備して構成されている畜舎用センサ構造。
2. 【請求項２】 前記受光器（１６）に、受光体（２１）
   による受光経路始端部への周囲からの他物侵入を阻止す
   る筒カバー（２２）を装着してある請求項１に記載の畜
   舎用センサ構造。