JP2010503438A - 人工授精用ストローへの精液充填装置 - Google Patents

Abstract

空のストローを収容するホッパー(2)と、ストロー充填ステーション(5)と、ストロー(p)を受け取って保持する複数のノッチを備えると共にホッパーから取り出されたストローを搬送して充填ステーション(5)に送り込む搬送手段(3)とを装備した精液充填装置。直径の異なる二種以上のカテゴリーのストローの処理に適合するように前記複数のノッチが選択的に使用される少なくとも二つの系列に分けられ、一方の系列のストロー受け取り保持用エレメント(90)は二種のカテゴリーのうちで直径が大きいほうのストローに適合するように、他方の系列のエレメント(91)は二種のカテゴリーのうちで直径の小さいほうのストローに適合するように構成されている。この装置は特に牛の人工授精用ストローに精液を充填するのに有用である。

Description

本発明は、人工授精用ストローに精液を充填する装置に関するものである。

ここで言う精液とは、例えば希釈された牡牛の精子など、ウシ等の動物の精液である。

本発明は、更に詳細には、空のストローを収容するホッパーと、ストローの充填ステーションと、ストローを受け取って保持する複数のストロー受け取り保持用エレメントを備えると共にホッパーから取り出されたストローを搬送して充填ステーションに送り込む搬送手段とを装備した形式の精液充填装置に関するものである。

この種の精液充填装置は例えば特許文献１及び２に記載されており、これらの装置によれば搬送手段は縦溝付き回転バレルである。また特許文献３にも記載されている装置による搬送手段は複数の同様の縦溝付き可動エンドレスベルトである。

いずれにせよ搬送手段が縦溝付きであるので、ホッパーから出て来るストローの受け取り、充填ステーションへの移送、そして充填中のストロー保持は確実に行われる。

搬送手段は、ストロ−、即ち一群のストローが充填作業中は充填ステーションで停止しているように断続的なステップ動作を行う。

この形式の装置は、ストローの両端のうちの一方、即ち遠位端として知られている端部が当初は通気性であるが液体に浸されると水密性になる栓で閉塞されている形式のストローに充填を行うのに適合しているのが一般的である。この栓は、例えば繊維質材料から成る二つの緩衝材の間にポリビニルアルコール粉末を挟んだ構造に作られている。

充填ステーションは、ストローの反対側の端部、即ち「近位端」から精液を導入する手段と、ストローの遠位端経由で多孔質の栓を通じて精液を吸引する手段とを備えている。

特許文献４に記載されている基本的な考えに従って、精液又は少量の殺精子性を持たない媒介液に触れると栓は硬化して不透過性となり、遠位端を密封する。

充填ステーションの下流位置には、ストローの近位端を封鎖するステーションが配置されている。この封鎖は、超音波溶接法によって果たされるのが普通である。

充填され、封鎖された後のストローは搬送手段から解放され、適切な特別容器に収容される。

その後、精液はストローに充填されたまま後の使用に備えて冷凍保存される。

従来から使用されているストローは、特にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のような可撓性の透明なプラスチックで作られた細い円筒管である。

市販されているストローの多くは長さ１３３mmであり、直径を異にする二種のカテゴリーのストロー、詳細には２mm程度（実際には１．９５mm）の直径のストロー及び３mm程度（実際には２．８５mm）の直径のストローがある。

仏国特許公開第２７００３１３号明細書 米国特許第４４７８２６１号明細書 スイス国特許第５３３５４２号明細書 仏国特許公開第２８１０５３５号明細書

本発明の主目的は、上述の基本的形式を備えた多連式の精液充填装置において、前述の二種のカテゴリーのストローを処理する際に一方のカテゴリーのストローから他方のカテゴリーのストローへの切り換えに作業者が甚だしく介入することを要せずに処理する能力を備えた精液充填装置を提供することである。

本発明の別の目的は、使い勝手が容易で高能率の運転が可能なコンパクトで且つ信頼性の高い精液充填装置を提供することである。

上述の課題を解決するため、本発明による精液充填装置では、直径の異なる二種以上のカテゴリーのストローの処理に適合するように搬送手段に設けられた複数のストロー受け取り保持用エレメントが選択的に使用される少なくとも二つの系列に分けられており、一方の系列のエレメントは前記二種のカテゴリーのうちで直径が大きいほうのストローに適合するように構成され、他方の系列のエレメントは前記二種のカテゴリーのうちで直径の小さいほうのストローに適合するように構成されている。

尚、この種の精液充填装置におけるチューブ充填用の供給装置は、既に仏国特許公開第２５６４０６４号明細書によって公知であることを述べておく必要がある。この供給装置はチェーンによる搬送装置であり、直径の異なるチューブを搬送することができるようになっている。この目的で、この搬送チェーンには間隙を可変調整できる一対の円板で構成された複数の受け取り保持用エレメントが設けられている。従ってチューブが直径の異なるものに変更される際には、隣接する二本のチェーンの相対位置を操作して円板同士の間隙を調整する必要がある。

この既に知られている供給装置では、チューブの直径に関係なく全ての受け取り保持用エレメントが搬送に供される。

本発明の限定を意図しない上述以外の特徴は以下の通りである。

搬送手段がエンドレス形であり、各カテゴリーの前記エレメントのそれぞれの系列が互いに隣接する複数のエレメントから成る複数の群を構成し、これらのカテゴリーの群は互いに群同士で交互に並び、充填ステーションが隣接するエレメントの群のうちの一つの群によって支持されている複数のストローに対して一回の処理で同時に精液を充填するように構成されていること。

二種のカテゴリーに属する各群がそれぞれ同一個数のエレメントを有すること。

前記エレメントのそれぞれがストローを嵌め込むための溝又はノッチであること。

溝又はノッチ間の間隔ピッチが搬送手段の全長に亘って一定であり、且つエレメントのカテゴリーには無関係であること。

精液充填装置がコンピュータ制御により断続的なステップ動作を行う電動機を備え、該電動機によって搬送手段を小ピッチの前進段階と該小ピッチの倍数に相当する大ピッチの前進段階と休止段階との繰り返し運動で継続に駆動可能であること。

搬送手段がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに互いに一体化された二つの同軸円板で構成され、各同軸円板の周縁部に複数のストロー受け取り保持用エレメントが配置されていること。

前記ホッパーが搬送手段の前進運動に同期してストローを一本ずつ分配する手段を備えていること。

前記ホッパーが着脱可能であると共に該ホッパーに収容されているストローのカテゴリーを識別する識別手段を備え、精液充填装置には前記ホッパーが所定位置に装着される際に前記識別手段と連携して充填されるべきストローのカテゴリーを自動判定する検知手段が設けられていること。

前記検知手段が搬送手段を駆動する電動機の制御及び命令装置に接続されており、該制御及び命令装置は、装置のスタートアップ時にストロー受け取り保持用エレメントのうちで処理対象のストローの直径に適合する方のエレメントが有効状態に、適合しない方のエレメントが無効状態となるように搬送手段の位置を指示可能であること。

一端部（遠位端）が当初は多孔質であるが液体に浸されると水密に変化する栓によって閉塞されているストローに液体を充填するのに適合した精液充填装置であって、充填ステーションよりも上流位置に配置された別のステーションを備え、この別のステーションがストローの他端部（近位端）を通じて殺精子性を持たない非粘着性液体を導入するステーションであること。

充填ステーションが、ストローの遠位端から精液及び先にストロー内に導入されている液体をストローの遠位端から栓を通じて吸引する手段を備えていること。

充填ステーションの下流位置にストローの遠位端を超音波溶接するための溶接ステーションが配置されていること。

溶接ステーションが、支承用アンビルと対をなす超音波発生電極を備え、該超音波発生電極にはストローの近位端をグリップするための鋸歯状の切り欠きが付加されており、これらの切り欠きが互い違いに並ぶ二群に細分され、これら各群の切り欠きの一方が前記二種のカテゴリーのうちで直径が小さいほうのストローの溶接に、他方が前記二種のカテゴリーのうちで直径が大きいほうのストローの溶接にそれぞれ適合しており、更に充填されるべきストローのカテゴリーに応じて二種の切り欠き群の一方を有効状態に、他方を無効状態にするように超音波発生電極とアンビルを共にシフトさせる制御手段が設けられていること。

搬送手段がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに一体化された二つの同軸円板で構成され、各同軸円板の周縁部に複数のストロー受け取り保持用エレメントが配置されている精液充填装置であって、二つの固定傾斜路を更に備え、一方の固定傾斜路はストローが溶接ステーションに到着する直前に該ストローの近位端が前記同軸円板のうちの一方の円板のストロー受け取り保持用エレメントから引き抜かれることを保証する外形を有し、他方の固定傾斜路はストローが溶接ステーションを離れた後に該ストローの遠位端が前記同軸円板のうちの他方の円板のストロー受け取り保持用エレメントから引き抜かれ、次いで充填及び溶接されたストローが前記受け取り容器内に落ちることを保証する外形を有すること。

搬送手段がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに一体化された二つの同軸円板で構成され、これら円板相互の間隔が実質的にストローの全長よりも狭く、各同軸円板の周縁部に６４本のストロー受け取り保持用ノッチが設けられ、各ノッチが実質的に半円形の底壁とストローの中心位置決めのための広がった入口の受け入れ口を備え、これらノッチが３２個ずつの互いに異なる直径のストローに適合する二種の系列のノッチ、即ち、外径が３mmオーダーの大径ストローを受け取るための大ノッチと、外径が２mmオーダーの小径ストローを受け取るための小ノッチとからなり、各系列のノッチがそれぞれ４個ずつの８群に細分され、大ノッチの群と小ノッチの群が互い違いに並び、隣接するノッチ間の間隔ピッチがノッチのカテゴリーとは無関係に前記同軸円板の全周で一定であって、この間隔ピッチが実質的に１０mmのオーダーであること。

本発明のその他の特徴と利点を添付図面に示す本発明の好適な実施形態に基づいて詳述すれば以下の通りである。

本発明による精液充填装置の全体的な正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視横断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視横断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線矢視縦断面図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視横断面図である。 この精液充填装置の全体的な平面図である。 装置の所定位置に据え付けられたホッパーの一側面の詳細を示す立面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面で示した一方のカテゴリーのストローを収容しているホッパーの詳細構造を示す拡大断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面で示した他方のカテゴリーのストローを収容しているホッパーの詳細構造を示す拡大断面図である。 ストローに殺精子性を持たない液体を導入するステーションの模式図である。 ストローに精液を導入するステーションの模式図である。 ストローの一端部を超音波溶接する器具を示す詳細図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視断面図である。 装置の所定位置に据え付けられたホッパーの出口チャンネルにおける閉鎖手段を示す一側面の立面図である。 装置に装備されるバレルの形状を例示するスケッチ図である。 前記バレルを構成するノッチ付き円板の周縁を拡大して示す部分図である。 大径ストローのノッチ内への挿入状態を定位置への挿入中について示した詳細図である。 前図の状態を定位置への挿入後について示した詳細図である。 小径ストローのノッチ内への挿入状態を定位置への挿入中について示した詳細図である。 前図の状態を定位置への挿入後について示した詳細図である。 ホッパー出口で小径ストローがバレルに受け取られる際の様子を示すスケッチ図である。 ホッパー出口で小径ストローがバレルに受け取られる際の第１段階の様子を示すスケッチ図である。 ホッパー出口で小径ストローがバレルに受け取られる際の第２段階の様子を示すスケッチ図である。

特に図１〜６に示すように、本発明による精液充填装置１は、かなりの数の機器を備えているが、説明を必要以上に複雑化しないように、本発明に直接関係があるものだけについて以下に説明する。

この精液充填装置は、多数本のストローを収容した着脱・交換可能なホッパー２を支持するための固定フレーム１０と、回転搬送バレル３と、ストローに殺精子性を持たない液体を導入するためのステーション４と、ストローに精液を充填するためのステーション５と、ストローの一端部を超音波溶接するためのステーション６と、充填及び溶接の終わったストローを集めるための受け取り容器１００とを備えている。

充填されるべきストローを収容するように設計されているホッパー２は、全体として長方形平行六面体をなす箱型の形状を有し、上部は開放されているが、その基部には一対の直線的で傾斜したガイド（平棒）２０が設けられている。この箱の幅は、ストローの全長よりもごく僅かだけ大きく、ストローは１バッチの量ごとにガイド２０に対して直交する向きでガイド２０上方のホッパー内へ収容されている。

図１４中の符号２６は、二つの横断膨であり、これらの横断棒は、一対のガイド２０に対するクロス・バーの役割を持ち、ガイドがホッパーの側壁２２に対して固定されることを保証する機能を果たす。

ホッパーの前端部（図１４の左側）には、一対の垂直平棒状レバー２１が、それぞれ一方のガイドと同一垂直面内に位置するように取り付けられている。それぞれのレバー２１は、その上部で、一方の壁２２に担持されている一本の軸２１０と連動している。突起ラグと孔から成る案内システム２１２が、この連動の範囲を制限している。その中央領域でレバー２１に前向きのショルダ２１１が取り付けられている。

それぞれのガイド２０の前端部は、その主要部分よりも傾斜が大きくなっており、それぞれのレバー２１の下端部は、その下縁が同一傾斜を持つように面取りされている。

ホッパーが装置から取り外されている時には、レバー２１はそれ自体の重量の影響で垂直線に対し僅かに後方に傾いており、その面取りされた下縁はガイド２０の前端部に載って静止状態になる。

これによってストロー（ガイドに沿って滑り落ちる傾向を持つ）がホッパーから勝手に放出されてしまうことが防止される。

但し、ホッパーが装置に載置される際には、フレーム１０と一体になっている両側の頬板１１の間にホッパーが位置決めされる。それぞれの側壁２２の外側で、ホッパー２には一対の中心位置決め保持用の突起ラグ２２０, ２２１ が取り付けられており、これらのラグは前記頬板１１に上向きに開口して設けられた開放形ノッチとの嵌合に適した形態をなしている。

ホッパーはこのようにして装置の所定位置に載置された後、前記ノッチの最下部に支えられる突起ラグにより図７に示すような明確に定義された位置に保持される。

この載置作業の間に、二つのショルダ２１１はフレームと一体の横断仕切り１１２の上縁部に支持される状態になり、その効果、レバー２１の向きが僅かに修正され、ホッパー出口の閉鎖が解かれる。実際には、一対のレバー２１が正しい垂直向きとなり、それらの下端縁の面取り部分がガイド２０の前端部と平行になることにより小さなチャンネル２００が形成され、これら溝の内部をストローが縦一系列に並んで落下できるようになる。

これら二つのチャンネル２００がストローの流出口を形成する。

但し、いまやストローの流出は、一対のクロスバーによって連結されてフレームと一体になっている軸７００を枢動軸として連動するレバー７によって制御される。これらのレバーの上端部はフィンガ状の自由端７０１となっている。

これら一組のレバーの下端を連結しているクロスビームにジャッキ又は電磁石のような操作エレメント７０が連結されており、この操作エレメントが各レバーに図１４中で両方向矢印で示されているような往復動を付与し、軸７００を中心として両レバーを一緒に回転させることができるようになっている。

突起ラグと孔による案内システム７０２がこの連動の範囲を制限する。

それぞれのレバー７は、ガイド２０よりもホッパーの内側に、但しガイドに極めて近接して設置されている。

操作エレメント７０の状態（収縮状態か、伸張状態か）に応じて、フィンガ７０１は二箇所の出口チャンネル２００を閉鎖するか、あるいは逆に開放する。

この操作エレメントは、ストローが個々に（即ち一本ずつ）、しかも予め定められた頻度でしか放出されないように制御される。

片方の側壁２２の内面に、ホッパーの後方下部アングル材の高さでピン２５が取り付けられており、ホッパーに収容されているストローのカテゴリーを識別する手段として機能するようになっている。

図８及び図９から明らかなように、図９に符号２５’で示されているピンの位置は、図８のピン２５の位置とは異なっている。

例示されている実施形態では、これら二つのピンの高さは互いにずれている。

一方のピンの高さはホッパー２が小径（２mmオーダー）のストローを収容している時に使用され、他方のピンの高さはホッパーが大径（３mmオーダー）のストローを収容している時に利用される。

支持架８２に支えられた一対の検知器８０及び８１を含む検知装置８がフレーム１０に取り付けられている。これらはピン２５及び２５’によって占められる位置のそれぞれ対向位置に同様に配置された光ファイバ検知器である。

光ケーブル８００及び８１０が装置の命令及び制御回路に接続されており、それぞれの信号をこの制御回路に送っている。従って、処理対象のストローのカテゴリーに関する情報は該制御回路で自動的に取得される。

装置１は搬送手段３を備えており、該搬送手段は水平横断軸３００を軸心とする一対の同軸円板３０及び３１からなる回転バレルで構成されている。これら同軸円板は、電動機Ｍにより伝動ベルト３０２を介して回転駆動されるハブ３０１に担持されている（特に図３及び図４参照）。

この電動機Ｍは、速度と作動間隔が変更及び調整可能なステップモータである。

図２と図３にバレルの回転方向を矢印Ｗで示すが、このようにバレルの上昇領域の上部は、チャンネル２００の出口に対してほぼまっすぐに対面するようになっている。

図２及び図３面には、ホッパー２の下部領域で二つのガイド２０の間に配置されている角の丸い横断角棒７１が断面で示されている。この角棒はその中心軸心周りに回転可能に取り付けられている。その機能は、ホッパー内に収容されているストローを撹拌し、それらを送出チャンネル２００の入口に適合する向きとなるように整系列させることである。

ストローに符号ｐを付してある図１から明らかなように、一対の同軸円板３０と３１はホッパー２の垂直な対称中心面に対して横方向にオフセットされている。

また、これら円板相互の間隙は、実質的にホッパーの幅（従ってストローｐの長さ）よりも小さい。

このような配置のため、ストローの両端のうちの「遠位端」と呼ばれる一端部（図１の左側）は、それを所定位置に保持する円板３０よりも突出しないか、僅かに突出するに過ぎない。一方、「近位端」と呼ばれる他端部（図１の右側）は、それを所定位置に保持する円板３０よりもかなり突出する。

二つの円板３０及び３１は同一形状である。

各円板の表面は、ホッパー２に収容されているストローの軸心と直交する。

各円板の周縁部には等間隔のノッチ９が設けられている。

図１５と図１６から明らかなように、二系列のノッチが存在する。

図示の実施形態では全部で６４箇所のノッチがあり、これらは３２個ずつの直径を異にする二系列のノッチ、具体的には３mmオーダーの外径を有するストローｐを受け取るための大ノッチ９０と、２mmオーダーの外径を有するストローｐを受け取るための小ノッチ９１に分けられており、それぞれの系列のノッチは４個ずつ８群のノッチ群に細分されている。

大ノッチ９０の群と小ノッチ９１の群とは互い違いに並んでおり、隣接する二つのノッチのピッチ間隔は円板の全周に亘って一定で、ノッチのカテゴリーとは無関係である。

従って、この場合のノッチ同士の角度間隔は５．６２５°である。

円板の外周におけるノッチ間隔（円弧の展開長）は例えば１０mmである。

目安としては、これは直径２００mm強の円板に対応する。

二つの円板３０及び３１は、同一ノッチ群が互いに整系列するようにそれぞれのハブに緊密に取り付けられていることは述べるまでもない。

図１５ 、及び図１９, １９Ａ及び１９Ｂにおける弧状の厚い領域と薄い領域は、それぞれ一方の円板（この場合は円板３０）が備えているノッチ９０及び９１の群を象徴的に示している。

これら弧状の領域は、そこに設けられているノッチの内径の大小とは無関に同一の展開長（円弧長）λを有する。

処理ステーション４, ５及び６のそれぞれも、一つの領域内にあるノッチに入っている全てのストローを処理することに適合しているので、実質的にλの値に等しい間隔で配置されている。

円板３０を細孔３００が貫通しており、この細孔は円板が回転する間に一回転ごとに固定されたセンサーＣ 、例えば誘導性センサーの前を通過する。

センサーＣと細孔３００の合致は、円板３０の「ゼロ」位置又は割出位置、例えば図１５でＲの符号で示されている円板の特定箇所がホッパー２の送出チャンネル２００の反対側にある位置に相当する。

この特定箇所Ｒは、ある小径ノッチ群に属する最初のノッチ位置に相当すると仮定されている。

ステーション４は、この箇所Ｒから１展開長（即ち１円弧長）λの距離に位置するのに対し、ステーション５及びステーション６は、それぞれＲ点から展開長３λ及び５λだけ離れた位置にある。

図１７及び図１８で明らかなように、大ノッチ９０と小ノッチ９１は、それぞれ広がった入口９００及び９１０を持ち、これら入口によって、それぞれ大径ストローｐ１の中心位置決めと嵌入（矢印ｉ）及び小径ストローｐ２の中心位置決めと嵌入（矢印ｊ）が容易になる。これらノッチはそれぞれ半円筒状の基底部９０１, ９１１を持ち、それぞれストローｐ１及びｐ２を正しくグリップすることができる（図１７Ａ及び１８Ａ）。

図２は複数の固定傾斜路７２（円板３０及び３１に接している）の存在を示している。これら傾斜路の役割は、ホッパーを出たそれぞれのストローを次々に押し戻し、それを受け取るノッチに嵌まり込ませることである。

特に図２から明らかなように、作業実行ステーション４, ５, ６はそれぞれ実質的にバレル最上部から、下降領域の上部、更に下降領域の中部に向かって配置されている。

バレルは、あらかじめホッパーの送出口で受け取った４本のストローから成る群を次々にこれらのステーションに導き、次いで少なくとも３種類の処理のうちで最も長時間を要する作業が終了するに充分な長さの時間だけ停止する。

ステーション４で実行される作業が図１０に示されている。

それぞれ円板３０及び３１の対をなしているノッチ９に保持されている４本のストローｐの群は、ここで同時に処理される。

それらストローの遠位端（図の左端寄り）の内側には多孔質の栓ｂが詰められている。

必要ならば参照することができるが、既に引用した仏国特許公開第２８１０５３５号明細書に記載されている考えと同様に、精液を節約する目的で少量の殺精子性を持たない非粘着性液体Ｌがストローの反対側の近位端から注入される。

この目的のため、それぞれが１本のストローｐの近位端内部に進入するように適合された４本の中空ニードル４２を備えた軸方向移動可能なスライド付き注入ヘッドが使用される。この液体Ｌは圧力源ＳＰによって加圧された薬液壜４１内に入っており、これは本装置に組み込まれていてもよく、或いは装置外部にあっても良い。

薬液壜の加圧圧力は比較的低く、目安としては２０ミリバール（２０００Ｐａ）のオーダーである。

薬液壜４１は可撓性の導管４１０により電磁弁４００を経てニードル４２に接続されている。

両方向矢印Ｆは、ニードル４２をストロー内に挿入し、液体Ｌの所要量が注入され終わった後にそれらを引き抜くためのスライド４０の往復動を象徴的に示す。

この注入量は、電磁弁４００が開かれる時間の長さと、液体Ｌを押し出すために加えられる圧力によって決定される。

ステーション５で実行される作業は図１１に示されている。

このステーション５には、ストローの近位端及び遠位端の位置にある２組の作業具が配備されており、これらの図中符号には、それぞれａ又はｂ添字が付いている。

近位端側の作業具セットは軸方向に動かすことのできるスライド５０ａを備えており、その動きは両方向矢印Ｇａで象徴的に示されている。

このスライド５０ａには４本の中空ニードル５２ａが取り付けられており、各ニードルは隙間のない気密もしくは気密に近い態様でストローｐの近位端からストロー内に進入することができる。この部分のストロー内には前もって液体Ｌの１滴ｇが注入されている。

精液Ｓは容器５１に入っており、この容器は、装置に装着される形式或いは別置き形式のいずれでもよいが、電磁石で駆動される導管グリップ具、即ちクランプ５１１ａを介して可撓性の導管５１０ａにより各中空ニードル５２ａに接続されている。

遠位端側の作業具セットも同様に軸方向に動かすことができるスライド５０bを備えており、その動きは両方向矢印Ｇｂで象徴的に示されている。

このスライド５０ｂにも４本の中空ニードル５２ｂが取り付けられており、各ニードルは隙間のない気密もしくは気密に近い態様でストローｐの遠位端からストロー内部に進入することができる。

各ニードル５２ｂは、電磁石で駆動されるクランプ５１１ｂを介して可撓性導管５１０ｂによりそれぞれ真空ポンプＳＶの吸引ポートに接続されている。

ストローには、遠位端から多孔質の栓ｂを通して真空ポンプによる吸引を行うことにより精液Ｓが充填される。この場合、精液Ｓは各ストローの近位端側から内部に進入し、液滴ｇを遠位端側へ押し込みながら、最終的には栓ｂを湿らせるに至る。

吸引時の真空の強度とクランプ５１１ａ及び５１１ｂが開かれている時間とは、ストローの充填に必要な時間が最適となるように選定される。

図１２及び図１３は、ストロー近位端を超音波溶接するためにステーション６の位置に配置されている作業具セットを示している。

この作業具セットは、複数本のストローを同時処理する超音波発生電極６１とそれに対応する支承用のアンビル６０を備えている。

これら二つのエレメントには、それぞれ四箇所ずつ二系列のノッチ、即ち小径ストローｐに対する溶接に用いられる第１のノッチ系列６１０Ａと、大径ストローに対する溶接に用いられる第２のノッチ系列６１０Ｂが設けられている。

超音波発生電極６１は、例えばジャッキのような適切な操作エレメントによってストローの端部に溶接の圧力を加え、また溶接後にはこの圧力を解除するために、アンビルに対して接近離反可能に構成されている。

端部溶接処理の対象とするすとろーのカテゴリー（大径か小径か）とは無関係に、いずれの系列のノッチの間隔ｅも例えば１０mmの一定ピッチである。

二系列のノッチ同士の間隔、即ち互いに隣接する小ノッチと大ノッチとの間隔はｅ／２（例えば５mm）であり、大ノッチと小ノッチは交互に配系列されている。

このような配置構成により、取り扱うべきストローのカテゴリーに応じて一対の作業具６０及び６１を一体的に縦向きにｅ／２だけシフトさせれば、処理対象のストローがステーション６に到着したときには、ストローをカテゴリー系列の合致する適正なノッチ群と正しく向かい合わせることができる。

ここで、装置１には、このステーション６に対応して円板３０及び３１の下降領域に沿って一対の傾斜路１５０, １５１が固定設置されていることに注意すべきである（図１参照）。

ストローの近位端側に位置する傾斜路１５０は、円板３０で搬送されて来たストローがステーション６に到着する直前に、それらを順次ノッチ９から排出するような形状になっている。このためストローは、円板３１のノッチに嵌まっている遠位端側で保持されているだけとなる。

このような配置構成によりストローの近位端側は或る程度の変位が可能であり、従って溶接作業具セットに設けられたノッチ内への嵌合時に多少のずれがあってもノッチとの中心合わせが良好に行われ、搬送の信頼性が向上する。

同様にして、もう一方の傾斜路１５１は処理（遠位端の溶接）後における円板３１のノッチからのストローの排出を保証し、従ってストローはノッチから完全に解放され、重力の影響下に受け取り容器１００内に落下する。

図１９中の符号８３で示した制御コンピュータは、装置が果たすべき全ての機能、特にバレルを回転させる電動機Ｍへの命令、レバー７の操作手段７０への命令、バレルの回転との同期、及びステーション５〜７に設置されている各種作業具セットの作動を制御するためのものである。

図１９、図１９Ａ及び図１９Ｂを参照して、処理対象のストローのカテゴリーに応じてバレルを自動的に割り出し制御する手順と、それに応じてストローの処理が実行される手順について以下に説明する。

作業開始時点では、バレルは任意の回転角度位置で停止しているものと仮定する。

各レバー７は、図１９で象徴的な実線で示す先端部７０１によってホッパーの送出チャンネル２００を遮断している。

１バッチ分の小径ストローｐ２を収容したホッパー２が装置にセットされる。

これらのストローは、栓を詰めた遠位端が円板３１側に向くように置かれている。

検知器８がこの「小径」カテゴリーを認識し、それに応じた情報信号をコンピュータ８３に送信する。

従って、このバッチのストローの処理に使用すべきノッチ系列は、小径ノッチ群９１である。

コンピュータは溶接作業具６１、 ６０が小径ストローの端部閉塞に適合した位置に来るように、該作業具の移動も命令する。

電動機Ｍが始動されると、コンピュータは該電動機が円板３０（従ってバレル全体）を図１９中の矢印Ｗ１で示す方向に回転させ、細孔３００がセンサーＣと向かい合う位置で停止するように制御する。

この状態で円板が「ゼロ」位置となり、電動機が一時停止させられる。

図１９Ａに示すように、この位置では、マークＲはストローｐ２の受け取りに好都合な位置にあり、これは小ノッチ四個から成る群の最初のノッチに相当する位置である。

そこで、作業を開始することができる。

第１段階では、コンピュータ制御によってバレルが小ピッチで間歇的に前進回転し、それに同期してレバー先端部７０１が開閉することにより、４本のストローｐ２が１本ずつ最初の小ノッチ群に落とし込まれる。この場合、固定傾斜路７２によって４本のストローが１本ずつ順にノッチに送り込まれ、これにより各ノッチへの完全嵌合が保証される。

ここで言う「小ピッチ」はノッチ間のピッチｅに等しい。これは、バレル３の回転角度α（図示の例では５.６２５°）に対応する。

第２段階では、コンピュータ制御によってバレル３の前進間歇回転が大ピッチとなり、レバー先端部の開閉運動もそれに同期して周期が変更される。

ここで言う「大ピッチ」とは、一つのノッチ群の軸間距離（幅）λに等しい。これはバレル３の回転角度４α（図示の冷では２２.５°）に対応する。

この前進間歇回転は図１９Ｂに矢印Ｗ２で象徴的に示すが、この間に不使用の大ノッチの領域は空の状態のままホッパー送出口２００の下を通過し、小ノッチの領域に装填された４本のストローｐ２から成る群がステーション４に到着し、そこで自動的に位置決めが行われて、各ストローがニードル４２と向かい合う位置を占めることになる。

第３段階ではニードル４２と向かい合った各ストローｐ２に少量の液体Ｌを注入する作業が行われるが、この間、電動機Ｍは作業が確実に完了するに充分な時間だけ停止する。

以上に述べた小ピッチのバレル前進間歇回転（精液未充填のストローの分配を含む）、大ピッチのバレル前進間歇回転、及びバレル停止の各工程は、新たな精液未充填ストロー群がステーション４に到着し、ステーション４で処理されたストロー群がステーション５に到着した時から、次の１回目の反復サイクルに入る。

これら二つのステーション４と５における作業は、バレル停止段階で同時に完了する。

新たな未充填ストロー群がステーション４に到着し、ステーション４で処理されたばかりのストロー群がステーション５に到着し、ステーション５で充填を終えたばかりのストロー群がステーション６に到着した時から、２回目の反復サイクルに入る。

これら三つのステーション４〜６における作業も、バレル停止段階で同時に完了する。

同様にして新たな未充填ストロー群がステーション４に到着し、ステーション４で処理されたばかりのストロー群がステーション５に到着し、ステーション５で充填を終えたばかりのストロー群がステーション６に到着し、ステーション６で溶接を終えたストロー群が排出されて受け取り容器１００に集められた時から、３回目の反復サイクルに入る。

このようにして順次作業の制御が行われ、以後は容器５１に入っている家畜の精液がステーション５でストローに分注され尽くされるまで同様の工程が繰り返される。

目安としては、牡牛の１回の射精分に相当する量の精液で約４００〜５５０本のストローに充填することができる。

作業終了後、精液に触れたステーション４及び５の作業具（特にニードル、電磁弁、可撓性導管）が滅菌された新しい作業具と交換される。

新しいニードルの径は、処理すべき新たなバッチのストローに適合される。

新バッチのストローも同様に小径ストローである場合には、作業は上に説明したのと同様にして行われる。

新バッチのストローが大径ストローである場合は、検知器８によってコンピュータ８３が自動的にそれを認識し、コンピュータは溶接作業具の位置決めを半ピッチ分（ｅ／２）だけシフトさせる。

バレルの初期設定も変更される。

図１９Ａに示されている位置から、更に四つのノッチが占める領域分に相当する角度、即ち２２.５°だけバレルが回転され、大径ノッチ領域の最初のノッチがホッパーの送出口２００と向かい合う位置に対面させられる。

これをゼロ位置として先に行われたプロセスと全く同様にプロセスが進行するが、今回は不使用の小径ノッチ領域は、バレルが「大ピッチ」で前進間歇回転する間はホッパー送出口の前を空の状態で系列をなして通過することになる。

図２及び図３に示した符号７３は、ホッパーから送り出されるストローを検知する検知器である。

この検知器７３は、予告なしにバレル上にストローが分配されなくなるなどの異常状態を検出するための例えば光ファイバ検知器であり、コンピュータ８３に適切な信号を与えてコンピュータにより直ちに電動機を停止させるために利用される。

目安として、この構成の装置で毎分約２４０本の大径ストローを処理することが可能である。

ノッチの数ならびに配置は、必ずしも上述の実施形態におけるバレルの場合と同一である必要はない。また、二系列以上、例えば三系列の寸法の異なるノッチを備え、直径の異なる三種のカテゴリーのストローを処理することも可能である。

バレルについても、一対の同軸円板で構成する代わりに溝付き円筒ドラムでバレルを構成し、ドラム寸法に応じて二系列（又は三系列以上）の幅の異なる溝を設けたバレルとしてもよい。

搬送手段もバレルに限られるものではなく、例えば溝付きエンドレスマット材、或いはノッチ付きの複数の突起を設けたエンドレスベルトでも同等の機能の搬送手段を構成することが可能である。

Claims (16)

1. 空のストロー（ｐ）を収容するホッパー（２）と、ストロー充填ステーション（５）と、ストロー（ｐ）を受け取って保持する複数のストロー受け取り保持用エレメント（９）を備えると共に前記ホッパーから取り出されたストローを搬送して前記充填ステーション（５）に送り込む搬送手段（３）とを装備した精液充填装置において、直径の異なる二種以上のカテゴリーのストロー（ｐ１、ｐ２）の処理に適合するように前記複数のストロー受け取り保持用エレメント（９）が選択的に使用される少なくとも二つの系列に分けられており、一方の系列のエレメント（９０）は前記二種のカテゴリーのうちで直径が大きいほうのストロー（ｐ１）に適合するように構成され、他方の系列のエレメント（９１）は前記二種のカテゴリーのうちで直径の小さいほうのストロー（ｐ２）に適合するように構成されていることを特徴とする精液充填装置。
2. 搬送手段（３）がエンドレス形であり、各カテゴリーの前記エレメント（９０、９１）のそれぞれの系列が互いに隣接する複数のエレメント（９０、９１）から成る複数の群を構成し、これらのカテゴリーの群は互いに群同士で交互に並び、充填ステーション（５）が隣接するエレメントの群のうちの一つの群によって支持されている複数のストローに対して一回の処理で同時に精液を充填するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 二種のカテゴリーに属する各群がそれぞれ同一個数のエレメント (９０、 ９１) を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記エレメント（９）がストローを嵌め込むための溝又はノッチであることを特徴とする請求項２〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 溝又はノッチ（９）間の間隔ピッチが搬送手段の全長に亘って一定であり、且つ溝又はノッチのカテゴリーには無関係であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. コンピュータ（８３）による制御で断続的なステップ動作を行う電動機（Ｍ）を備え、該電動機によって搬送手段（３）を小ピッチの前進段階と該小ピッチの倍数に相当する大ピッチの前進段階と休止段階との繰り返し運動で継続に駆動可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 搬送手段（３）がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに互いに一体化された二つの同軸円板（３０、３１）で構成され、各同軸円板の周縁部に複数のストロー受け取り保持用エレメント（９）が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記ホッパー（２）が搬送手段（３）の前進運動に同期してストロー（ｐ）を一本ずつ分配する手段（７、７０）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記ホッパー（２）が着脱可能であると共に該ホッパーに収容されているストローのカテゴリーを識別する識別手段（２５、２５’）を備え、更に前記ホッパーが所定位置に装着される際に前記識別手段（２５、２５’）と連携して充填されるべきストローのカテゴリーを自動判定する検知手段（８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記検知手段（８）が搬送手段（３）を駆動する電動機（Ｍ）の制御及び命令装置（８３）に接続されており、該制御及び命令装置は、精液充填装置のスタートアップ時にストロー受け取り保持用エレメント（９）のうちで処理対象のストロー（ｐ）の直径に適合する方のエレメントが有効状態に、適合しない方のエレメントが無効状態となるように搬送手段の位置を指示可能であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 一端部又は遠位端が当初は多孔質であるが液体に浸されると水密に変化する栓（ｂ）によって閉塞されているストローに液体を充填するのに適合した精液充填装置であって、充填ステーション（５）よりも上流位置に配置された別のステーション（４）を備え、この別のステーション（４）がストローの他端部又は近位端を通じて少量（ｇ）の殺精子性を持たない非粘着性液体（Ｌ）を導入するステーションであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 一端部又は遠位端が当初は多孔質であるが液体に浸されると水密に変化する栓（ｂ）によって閉塞されているストローに液体を充填するのに適合した精液充填装置であって、前記充填ステーション（５）が、ストローの他端部又は近位端から精液（Ｓ）を導入する手段 (５ａ)と、該ストローの一端部又は遠位端から前記栓（ｂ）を介して吸引することにより前記他端部又は近位端側から精液（Ｓ）及び予めストローに導入されている少量の液体（Ｌ）をストロー内に引き込む手段とを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 充填ステーション (５) の下流位置にストローの一端部又は遠位端を超音波溶接で封止するためのステーション (６) が配置されていることを特徴とする請求項１１又は１２にに記載の装置。
14. 前記溶接ステーションが、支承用アンビルと対をなす超音波発生電極を備え、該超音波発生電極にはストローの近位端をグリップするための鋸歯状の切り欠きが付加され、これらの切り欠きが互い違いに並ぶ二群（６００Ａ, ６１０Ａ；６００Ｂ, ６１０Ｂ）に細分され、これら各群の切り欠きの一方が前記二種のカテゴリーのうちで直径が小さいほうのストロー（ｐ２）の溶接に、他方が前記二種のカテゴリーのうちで直径が大きいほうのストロー（ｐ１）の溶接にそれぞれ適合しており、更に充填されるべきストローのカテゴリーに応じて二種の切り欠き群の一方を有効状態に、他方を無効状態にするように超音波発生電極とアンビルを共にシフトさせる制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の装置
15. 搬送手段（３）がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに一体化された二つの同軸円板（３０、３１）で構成され、各同軸円板の周縁部に複数のストロー受け取り保持用エレメント（９）が配置されている精液充填装置であって、二つの固定傾斜路（１５０、１５１）を更に備え、一方の固定傾斜路（１５０）はストロー（ｐ）が溶接ステーション（６）に到着する直前に該ストローの近位端が前記同軸円板のうちの一方の円板（３０）のストロー受け取り保持用エレメントから引き抜かれることを保証する外形を有し、他方の固定傾斜路（１５１）はストロー（ｐ）が溶接ステーション（６）を離れた後に該ストローの遠位端が前記同軸円板のうちの他方の円板（３１）のストロー受け取り保持用エレメント（９）から引き抜かれ、次いで充填及び溶接されたストローが前記受け取り容器（１００）内に落ちることを保証する外形を有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
16. 搬送手段（３）がホッパーの送出口位置に設置された回転バレルであり、該回転バレルが互いに一体化された二つの同軸円板（３０、３１）で構成され、これら円板相互の間隔が実質的にストローの全長よりも狭く、各同軸円板の周縁部に６４本のストロー受け取り保持用ノッチ（９）が設けられ、各ノッチが実質的に半円形の底壁とストロー（ｐ）の中心位置決めのための広がった入口の受け入れ口を備え、これらノッチが３２個ずつの互いに異なる直径のストローに適合する二系列のノッチ、即ち、外径が３mmオーダーの大径ストローを受け取るための大ノッチと、外径が２mmオーダーの小径ストローを受け取るための小ノッチとからなり、各系列のノッチがそれぞれ４個ずつの８群に細分され、大ノッチの群と小ノッチの群が互い違いに並び、隣接するノッチ間の間隔ピッチがノッチのカテゴリーとは無関係に前記同軸円板の全周で一定で実質的に１０mmのオーダーであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。

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