JP2009505739A - ポンプと注射針を備えた卵内接種用送達装置 - Google Patents

Abstract

卵内接種用送達装置は、ハウジングと、一回の投与量の物質を卵内に送達するための注射針であって、この注射針は、前記ハウジング内に進出および後退自在に移動可能に設置された注射針と、前記ハウジング内に設置され、一つの卵に注射する量の物質を前記注射針に送達するためのポンプアセンブリとを備える。前記注射針と前記ポンプアセンブリとを加圧空気によって制御する空気制御回路をさらに備える。空気制御回路は、前記注射針が後退した位置にある時に、前記ポンプアセンブリに物質を装填する制御を行い、前記注射針が進出した位置にある時に、前記ポンプアセンブリから前記注射針へ前記物質を供給する制御を行う。前記卵内接種用送達装置の下に卵が存在することを検出するセンサをさらに備える。

Description

[関連出願]
本出願は、２００５年８月２５日に出願した米国特許仮出願第６０／７１１，２９３号の利益と優先権を主張するものであり、この仮出願に記載された内容は、本明細書の記載の一部をなすものとする。

本発明は、広くは卵に関し、より詳しくは卵を処置する装置に関する。

多くの場合、卵内接種（in ovo injection）によって、孵化する前に鳥類の生きている卵の中に物質を導入することが望ましい。大量生産する家禽産業では、鳥卵内への各種物質の注射が通常的に行われており、これにより、孵化後の死亡率が低下し、および／または孵化した鳥類の成長率が向上している。卵内接種に使用されているかまたは提案されている物質の例としては、ワクチン類、抗生物質類およびビタミン類がある。卵内処置物質および卵内接種方法の例は、Sharmaらの米国特許第４４５８６３０号明細書や、Fredericksenらの米国特許第５０２８４２１号明細書に記載されている。

物質の卵内接種は、一般に、卵の殻を貫通する孔をあけて（例えばパンチ、ドリルなどを使用して）、その孔を通じて注射針を進出させて卵の中に（場合によっては、卵の中に入っている鳥類の胚の中に）挿入し、次いでその注射針を通じて、その注射針装置とは別個の（すなわち物理的に離れているかまたは別個に制御されている）蠕動式またはダイアフラム式のポンプによって、処置物質を注入することによって行われる。卵内接種装置の一例は、Hebrankの米国特許第４６８１０６３号明細書に開示されている。この装置は、卵と注射針を互いに固定して配置し、多数の卵に高速度で自動注射するように設計されている。

卵内接種装置は、従来、ソレノイド駆動ダイアフラムポンプまたは蠕動式ポンプを利用して、ワクチンなどの物質を卵内に選択可能に計量配分している。あいにく、これらのポンプは、保守と交換を行うのに費用がかかり、洗浄が困難でありおよびワクチンなどの物質を正確および／または一定に供給しないことがある。さらに、これらのポンプは従来、特定の容積を供給するように設計されているので、異なる容積（例えばより大きい容積）を供給できない。その上、ワクチンを供給するマニホルドが通常必要であり、マニホルドは製造法が複雑でありかつ洗浄が困難なことがある。

従来の卵内接種装置では、物質ポンプ輸送システムは注射針と分離しているので、これらの装置は、操作と制御がいささか複雑で難しいことがあり、その結果、卵を迅速に処置できないことがある。さらに、従来の卵内接種装置は、卵が存在しているかまたは存在していないにかかわらず、各注射針装置によって処置物質を計量分配するように配置構成されている。それ故、卵フラットのポケットに卵が存在していなくてもそのポケットに対応する注射針装置で計量配分される処置物質は浪費される。したがって、従来の卵内接種装置より複雑でなくしかも処置物質を容易に節約できる改良された卵内接種装置が要望されている。

上記考察に鑑みて、注射アセンブリをポンプアセンブリと組み合わせた卵内接種送達装置を提供する。本発明のいくつかの実施形態によれば、卵内接種送達装置は、ハウジング；そのハウジング内に移動可能に設置されかつ所定の投与量の物質を卵内に送達するように配置構成された進出および後退自在の注射針；ならびにそのハウジング内に設置されかつ卵に注射するため前記針に所定の量の物質を送達するように配置構成されたポンプアセンブリを含む。この卵内接種送達装置は、前記注射針とポンプアセンブリを加圧空気などの流体によって制御する空気制御回路を含んでもよい。この空気制御回路は、前記注射針が後退した位置にあるときは、前記ポンプアセンブリに物質を装填する制御をし、そして前記注射針が進出した位置にあるときは、前記ポンプアセンブリから前記注射針へ物質を計量配分する制御をする。

本発明のいくつかの実施形態によれば、卵内接種送達装置は、その卵内接種送達装置の真下の卵フラット（または他のキャリヤ）内に卵が存在することを検出するセンサを含む。このセンサは、機械式センサおよび／または電気式センサでもよい。

ここで、本発明の好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、以下に、本発明をより完全に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施できるので、本明細書に記載の実施形態に限定されるとみなすべきではなく、これら実施形態は、本発明を完全に開示しかつ当業者に本発明の範囲を完全に伝えるために提供するものである。

同じ番号は終始同じ要素を示す。図中、特定のライン、層、部品、要素または特徴部分の太さは分かりやすくするため誇張して示したときがある。破線は、連続を分かりやすく示すため使用されおよび特に断らない限り随意選択的な特徴部分と操作を示す。本明細書に引用される刊行物、特許出願、特許およびその他の文献は、その全体を本明細書に参照により組み込むものである。

本明細書に使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とするものであり、本発明を限定するものではない。単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、本明細書で使用する場合、明確に断らない限り複数形も含むものとする。さらに、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用するとき、記載されている特長部分、整数、ステップ、操作、要素および／または部品が存在することを明記しているが、一つ以上の他の特長部分、整数、ステップ、操作、要素、部品および／またはその群が存在するかもしくは追加されていることを妨げないと解する。用語「および／または」は、本明細書で使用する場合、ともに列挙した項目の一つ以上の組合せのいずれかおよびすべてを含む。「ＸとＹとの間」および「約ＸとＹとの間」などの語句は、本明細書で使用する場合、ＸとＹを含むと解すべきである。語句「約ＸとＹとの間」は、本明細書で使用する場合、「約Ｘと約Ｙとの間」を意味する。「約ＸからＹまで」などの語句は、本明細書で使用する場合、「約Ｘから約Ｙまで」を意味する。

本明細書に使用されるすべての用語（専門用語および科学用語を含む）は、特に断らない限り、本発明が所属する当業者が通常理解しているのと同じ意味を有している。さらに、一般に使用されている辞書で定義されている用語などの用語は、本明細書の文脈および関連技術分野におけるこれら用語の意味と同じ意味を有すると解すべきであり、そして、本明細書に明確に定義されていない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解すべきではない。周知の機能または構造は、簡潔・明瞭にするため詳細には記載しないときがある。

要素が、別の要素「上に存在する」、別の要素に、「取り付けられている」、「接続されている」、「連結されている」、「接触している」などと呼称されているとき、その要素は、直接、その別の要素上に存在する、その別の要素に、取り付ける、接続する、連結するもしくは接触することができるか、または介在する要素が存在することもあるとする。対照的に、要素が、例えば、別の要素「上に直接存在する」、別の要素に、「直接取り付けられている」、「直接接続されている」、「直接連結されている」または「直接接触している」と呼称されているときは、介在要素は存在しない。別の特徴部分に「隣り合って」配置されている構造または特徴部分に言及しているときは、その隣り合っている特徴部分にオーバーラップしているかまたはその下に存在している部分を有していることがあることは、当業者には分かるであろう。

場所に関連する用語、例えば「下に（ｕｎｄｅｒ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「より低い位置に（ｌｏｗｅｒ）」、「の上に（ｏｖｅｒ）」「の上方に（ｕｐｐｅｒ）」などは、図面に例示されているような、一つの要素または特徴部分の、別の単一もしくは複数の要素または特徴部分に対する関係を説明し易くするため、本明細書に使用できる。前記場所に関連する用語は、図面に描かれている方向付けに加えて使用中または操作中の装置の異なる方向付けを包括するものである。例えば、図中の装置が上下逆転すると、他の要素または特徴部分の「下に」または「真下に」あると記載されている要素は、他の要素または特徴部分の「上に」方向付けられるであろう。したがって、代表的な用語「下に」は、「上に」および「下に」の方向付けの両方を包含し得る。前記装置は、他の方向に向けてもよい（９０度回転またはその他の方向付け）ので、本明細書で使用される場所に関連する記述語は上記のように解すべきである。同様に、用語「上方に」、「下方に」、「垂直の」、「水平の」などは、特に断らない限り、説明のためにのみ使用される。

用語「第一」、「第二」などの用語は、各種の要素、部品、領域、層および／または区域を説明するのに本明細書で使用できるが、これらの要素、部品、領域、層および／または区域はこれらの用語で限定すべきではない。これらの用語は、一つの要素、部品、領域、層または区域を、別の要素、部品、領域、層または区域から区別するためにのみ使用される。したがって、以下に考察する「第二」の要素、部品、領域、層または区域は、本発明の教示から逸脱することなく、「第一」の要素、部品、領域、層または区域と呼称することもできる。操作（またはステップ）の順序は、特に断らない限り、特許請求の範囲または図に提供されている順序に限定されない。

図１〜６は、本発明の複数の実施形態における卵内接種送達装置１０を示している。この装置は、卵内接種器具と物質送達ポンプとを組み合わせたコンパクトな装置になっている。図示した接種送達装置１０は、キャビティ１５中を往復運動可能に設置されたポンプピストン１４を備えたポンプアセンブリ１２と、卵内に物質を送達するためのパンチおよび注射針を備えた注射アセンブリ１６とを備えている。パンチ１８は針２０のまわりを同軸状に覆っている。

図示したポンプアセンブリ１２は、注射アセンブリ１６に付随する各種部品の運動と連携して作動する。特に、この注射アセンブリ１６における、パンチのアップダウンや、針の進出後退といったそれぞれ反対方向に往復する針およびパンチの運動を駆動する。図示したポンプアセンブリ１２には、空気供給ライン２６、２７にそれぞれ接続されている一対の空気入口器具２４、２５が設置されている。

図１に、後退位置にある注射針２０を示す。注射針２０は、本明細書に記載するように、流体が充填されており、卵内に進出して卵内に注射することができる。図２に、進出した位置にある注射針２０を示す。この位置で注射針が卵内に挿入されれば、流体を注射することができる。図３に、ポンプピストン１４が上方に移動して、ポンプキャビティ１５から、流体放出口１９と進出した針２０を通じて、流体を供給する（dispense）状態を示す。図４は、注射針２０を通じて流体を供給した後の接種送達装置１０を示す。進出された針２０を後退させるための空気を、空気入口器具２５と空気流路３２を通じて供給してピストン２８を押し上げて、針２０を後退させる。図５は、完全に後退した位置にある針２０を示す。空気は、空気流路ポート１７Ｂを通じてポンプピストン１４の再充填側に迂回している。図６は、空気流がポート１７Ｂを通じてキャビティ５１中に入った結果、下方に移動しているポンプピストン１４を示す。ポンプピストン１４が下方に移動すると、入口ポート２１を通じてポンプキャビティ１５中に、流体が引き入れられる。

図示された卵内接種送達装置１０の作動にについて、ここでより詳細に説明する。卵に注射する定位置に位置するように、針２０を下方に駆動するため、ポンプアセンブリ１２の開口を通じて空気供給ライン２６によって、空気が、空気入口器具２４に導入される。その空気は、空気流路３０を通じて注射アセンブリ１６を通過して流れてピストン２８を駆動する。ピストン行程の下端で、後退位置まで所望どおりに針２０を戻すために、空気が、空気供給ライン２７によって空気入口器具２５を通じて導かれ、次いで空気流路３２によってポンプアセンブリ１２を通じて流れて、ピストン２８を駆動して上方に戻す。

ばねまたは他の種類のバイアスドリターン（ｂｉａｓｅｄ ｒｅｔｕｒｎ）付きのシリンダーではなくて複動シリンダーを使うと、よりコンパクトな装置が形成されて、パンチ１８と針２０を、より制御された方式で駆動する機会が提供される。しかし、例えば機械的なバイアスドリターン付きの一行程シリンダーを有する他の注射装置、すなわちソレノイド装置または油圧装置は、本発明のいくつかの実施形態に使用できると理解される。本発明の諸実施形態は、図示したポンプおよび注射装置に限定されない。

図示した接種送達装置１０の注射アセンブリ１６は、パンチ１８と針２０を囲む円筒形のパンチガイド３４を含む。パンチガイド３４に沿って同軸で摺動する卵ロケーター３６は、針２０とパンチ１８が後退した位置および非パンチの位置それぞれの位置にあるとき、針２０とパンチ１８の下方に進出している。針２０とパンチ１８が注射する位置にある場合、パンチ１８は卵ロケーター３６に対して低い位置まで進出しながら、針２０は卵ロケーター３６の下方に進出する。図示されている実施形態には、パンチガイド３４に対するパンチ１８の相対運動は見られない。パンチングが行われるとき、接種送達装置１０が下方に移動しながら、卵ロケーター３６はパンチガイド３４にそって上方に摺動する。パンチガイド３４にそって摺動する、図示されている卵ロケーター３６は、卵受取りカップを形成する。卵ロケーター３６は、接種送達装置１０を卵フラットに対して上下させるとともに、接種送達装置１０を卵や機械装置（例えばツーリングプレートなど）に対して容易に並進移動させる。

本発明のいくつかの実施形態では、注射アセンブリ１６の本体は、例えば内部および外部の耐摩耗性を高めて本体の寿命を延長する耐薬品性プラスチックで製造され、およびインジェクターツーリングプレートの部品を介在させている。このプラスチック製本体は、磨耗したとき、握りのために正しい表面仕上げを復元するため表面を簡単に手直しされる。図示されている注射アセンブリ１６の下部の１／２は、やはり例えば耐薬品性のプラスチックで製造され、そして注射アセンブリ１６とは別個の部品またはこのアセンブリと一体組付けの部品であってもよい。注射アセンブリ１６の下部１／２およびはまっているパンチ１８は、注射工程のため針２０とパンチ１８を消毒する送達経路を提供し、そしてばねと、卵の位置決めをするロケーティングカップ３６との弾性取付けを行う。

本発明の実施形態による、一体取付け物質送達ポンプを含むように変形できる代表的注射アセンブリ装置は、米国特許第５，１３６，９７９号に記載されている注射ツールであり、このツールはＩｎｏｖｏｊｅｃｔ（登録商標）卵注射システムとして利用されておりかつ米国ノースカロライナ州ダーラム所在のＥｍｂｒｅｘ，Ｉｎｃ．から入手できる。

ポンプアセンブリ１２は、限定なしで各種材料から製造できる。代表的な材料としては、限定されないが、耐薬品性プラスチック、ステンレススチール、セラミックなどがある。図示されているように、ポンプアセンブリ１２は注射アセンブリ１６に取り付けられている。ポンプアセンブリ１２は、注射針２０がその行程の末端（すなわち進出位置または後退位置の末端）に位置しているとき、ポンプアセンブリ１２内に収納されているポンプピストン１４に空気を送る空気制御回路を収納している。ポンプの装填（すなわちキャビティ１５中への流体の充填、図５〜６）およびポンプピストン１４による、キャビティ１５からの物質の供給（図２〜３）は、装填を行う（図５〜６）後退した針の位置（図５）および物質を供給する（図２〜３）進出した針の位置（図２）における行程の末端を利用してバルブで制御される。物質の流量は、例えばダックビル逆止め弁によって、ポンプキャビティ１５の入口２１と出口１９でチェックされる。そのダックビル逆止め弁は、本発明のいくつかの実施形態によって、針２０が、後退位置または進出位置にあるときにシステムを洗浄中は開いたままである。

本発明のいくつかの実施形態によれば、卵フラット（または他のタイプの卵キャリヤ）のポケット内の卵の存在を検出するセンサ４０を卵内接種送達装置に随意選択的に設置してもよい。このセンサ４０は、卵が存在しているかまたは存在していないかを示す電気信号または機械信号を発してその信号を、電気的にまたは機械的に空気制御回路に送る。次いで、その空気制御回路は、それぞれの接種送達装置１０の真下に卵が存在しているという信号を受信すると、空気器具２４から注射アセンブリ１６への空気の供給を制御し、次に針２０の進出およびポンプピストン１４とキャビティ１５による注射針２０へのワクチンの供給を制御する。接種送達装置１０がツーリングプレート（すなわち、例えば米国特許第５，１３６，９７９号に記載されているような接種送達装置１０を卵の上に下げるプレートなどの器具）から離れ始めたとき、弁４２を開放して空気をシステムの空気制御弁（図７Ａ）からピストン２８の上の下部１６に空気を流すことによって注射および計量配分のための空気を送り、針を進出して行程の末端で物質を供給するか（図２〜３）または針を後退させて完全に後退した位置にて物質を装填する（図５〜６）ことができる。この弁４２は、接種送達装置１０が卵から離れて前記ツーリングプレートの上に載っているときに図７Ｂに示すように閉じているかまたは接種送達装置１０が卵と係合してツーリングプレートから引き離されているとき図７Ａに示すように開いている。

図示されているセンサ４０の作動をここでより詳細に説明する。このセンサ４０は、接種送達装置１０が卵に接触したときに起動する。図示されているセンサ４０は、休止中およびフラットのポケット中に卵が存在しないとき、接種送達装置１０を上下させるツーリングプレートと接触して、空気供給回路の弁４２は閉じている（図７Ｂ）。卵がフラットのポケット中に存在している場合、接種送達装置１０が卵の方に下降するにつれて、ツーリングプレートは接種送達装置１０から離れて、卵ロケーター３６が卵の上に載るようになるまで下方に移動し続ける。接種送達装置１０がツーリングプレートから離れると、図７Ａに示すように、ツーリングプレートと接触していたセンサ４０はツーリングプレートから外れて下方に自由に移動できる。センサ４０が閉じた位置から下方に移動すると（図７Ｂ）、前記ピストンが下方に移動して、図７Ａに示すように弁４２を開いて空気が弁４２を通じて送られる。供給入口３０Ａにおける空気は、弁４２を通じて空気出口３０Ｂへ自由に流動する。

針が完全に進出されると、空気が空気流路１７Ａを通じてポンプピストンの１４の進出側に送られ（図２〜３）加圧してワクチンが供給される。ポンプピストン１４は、前進すると（図３）、外部ポートおよびワクチンチューブによって、ポンプキャビティの放出側を通って、逆止め弁５０を通り次いで注射針２０まで流体を移動させる。供給が終わると、チュービング２６によるポート２４への空気の供給は停止される。前記空気供給弁は、接種送達装置１０が卵と係合しているため開いたままである。この弁は、ポンプピストン１４が空気流路１７Ｃを通じて再充填する間、空気を放出する経路を提供する。この経路は、逆止め弁Ａが存在することによって、放出にのみ限定して利用される。ポンプキャビティ５１の装填側の空気経路１７Ｄ（図３）は、ポンプピストン１４の供給サイクル中、空気を放出する経路を提供する。空気供給弁４２（図７Ａ〜７Ｂ）は、接種送達装置１０が卵から離れてツーリングプレート上に載るまで開いたままである。

チュービング２７によるポート２５への空気供給は、針を後退させるために行われ、そして針が完全に後退すると、空気が空気流路１７Ｂによって、ポンプピストン１４の後退側または装填側に空気が再充填される。ポンプピストン１４が装填位置に後退し始めるとすなわち移動し始めると、ワクチンが、逆止め弁２１を通じてポンプキャビティ１５中に引き込まれて次の注射送達に準備される。

本発明の実施形態による一体取付けポンプアセンブリと注射針を有する卵内接種送達装置は、卵内接種装置に付随する部品が減少するので、卵内接種装置の操作に伴う複雑さが低下する。その下に卵が存在することを検出する装置を組み込んだ卵内接種送達装置１０は、対応する接種送達装置の下に卵が存在していないとき、物質は供給されないので、経費を節約できる。

本発明の実施形態は、前記インジェクターツーリングシリンダーに供給される通常の空気を使用しその空気を針の行程の末端で供給して、一体取付け空気ポンプを作動させてワクチンまたは他の物質を送達する独特の方法を提供する。従来のシステムは、互いに離れて作動し配置されて、浪費されるワクチンなどの物質に対してより大きいキャビティ容積を有する二系統の装置、ワクチン（および他の物質）のより複雑なマニホルド、より複雑なポンプ輸送制御装置および支持装置を使用している。

先に述べたことは、本発明を例示しているに過ぎず、本発明を限定するとみなすべきではない。本発明のいくつかの代表的実施形態を説明してきたが、当業者であれば、本発明の新規の教示と利点から実質的に逸脱することなく、代表的実施形態に多くの変形が可能であることは容易に分かる。したがって、このような変形はすべて、前記特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲に含まれるものである。本発明は、前記特許請求の範囲で定義され、その特許請求の範囲の均等物も含む。

本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る卵内接種送達装置の一実施形態を示す断面図である。 図１〜６に示す本発明の一実施形態の卵内接種送達装置の下の卵フラット内に卵が存在することを検出するセンサを示す一部拡大図である。

Claims (12)

1. ハウジングと、
   一回の投与量の物質を卵内に送達するための注射針であって、この注射針は、前記ハウジング内に進出および後退自在に移動可能に設置された注射針と、
   前記ハウジング内に設置され、一つの卵に注射する量の物質を前記注射針に送達するためのポンプアセンブリと
   を備えた卵内接種用送達装置。
2. 前記注射針と前記ポンプアセンブリとを加圧空気によって制御する空気制御回路をさらに備えた請求項１に記載の装置。
3. 前記空気制御回路が、前記注射針が後退した位置にある時に、前記ポンプアセンブリに物質を装填する制御を行い、前記注射針が進出した位置にある時に、前記ポンプアセンブリから前記注射針へ前記物質を供給する制御を行うものである請求項２に記載の装置。
4. 前記卵内接種用送達装置の下に卵が存在することを検出するセンサをさらに備えた請求項１に記載の装置。
5. 前記センサが機械式センサを含む請求項４に記載の装置。
6. 前記センサが電気式センサを含む請求項４に記載の装置。
7. 複数の卵を保持し、これら卵の外側に接触する卵キャリヤと、
   前記キャリヤの上に配置された複数の接種送達装置であって、これら接種送達装置の各々が、前記キャリヤ内の前記複数の卵に接触して、一回の投与量の物質を前記卵内に送達する接種送達装置と
   を備えた卵内接種システムであって、
   前記複数の接種送達装置の各々が、
   ハウジングと、
   一回の投与量の物質を卵内に送達するための注射針であって、この注射針は、前記ハウジング内に進出および後退自在に移動可能に設置された注射針と、
   前記ハウジング内に設置され、一つの卵に注射する量の物質を前記注射針に送達するためのポンプアセンブリと
   を備えたものである卵内接種システム。
8. 前記各々の接種送達装置が、前記注射針と前記ポンプアセンブリの両方を制御する空気制御回路をさらに備えたものである請求項７に記載のシステム。
9. 前記各々の接種送達装置の空気制御回路が、前記各自の注射針が後退した位置にある時に、前記各自のポンプアセンブリに物質を装填する制御を行い、前記各自の注射針が進出した位置にある時に、前記各自のポンプアセンブリから前記注射針へ前記物質を供給する制御を行うものである請求項８に記載のシステム。
10. 前記各々の接種送達装置が、その卵内接種送達装置の下に卵が存在することを検出するセンサをさらに備えており、このセンサが、前記卵が存在しているか又は存在していないかを示す信号を発し、前記信号を前記空気制御回路に伝達し、次いで、前記空気制御回路が、前記各自の卵内接種送達装置の下に卵が存在しているという信号を受信した場合のみ、前記注射針に物質を送達する請求項８に記載のシステム。
11. 前記センサが機械式センサを含む請求項１０に記載のシステム。
12. 前記センサが電気式センサを含む請求項１０に記載のシステム。

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