JP2015188362A - 培養装置 - Google Patents
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Abstract
Description
微生物や細胞の培養を行い研究する場合、微生物や細胞をCO2インキュベーターと呼ばれる保温庫の中に収容して、庫内温度と炭酸ガス濃度を一定に保って培養を行って研究している。
さらに、微小重力環境下に微生物や細胞の培養を行い研究する場合は、2つ以上の回転体を回転させるクリノスタットをCO2インキュベーターの庫内に配設して、培養を行う微生物や細胞をクリノスタットに搭載し、クリノスタットを駆動させて研究を行っている(特許文献2参照)。
例えば上記特許文献1で提案されているクリノスタットは、2つの電動サーボモータを動力源として、培養対象を入れた容器を配設した回転体を回転させている。
CO2インキュベーターの庫内へクリノスタットを載置すると、クリノスタットの駆動の際、クリノスタットの動力源である電動サーボモータの駆動に伴う振動が庫内の棚に発生する。
クリノスタットを配設した棚が振動することは、クリノスタットに配設した培養対象に振動を与えることとなり、一定環境下での培養の研究を行う上で、不確定な動作現象を培養対象に与えることになり、培養の研究の大きな妨げとなっている。
さらに、回転体を回転させる回転動力手段をCO2インキュベーターの外部へ配設することで、動力源となるモータを高温環境下へ置くことがないため、培養環境の汚染(コンタミネーション)を防ぐ為にCO2インキュベーターの庫内温度を昇温させて行う滅菌処理を行うことができる。
また、モータをO2インキュベーターの外部へ配設することで、駆動によるモータからの発熱による温度上昇の影響をCO2インキュベーターの庫内に与えることがなく、CO2インキュベーターの庫内の温度上昇を防ぐことができる。
図1には、本発明の実施例1に係る装置の断面図を示す。
本実施例の培養装置は、2つの回転体を備えたクリノスタット1と、CO2インキュベーター2を備えている。
クリノスタット1は、各々が回転する第1回転体7と、第2回転体8を備えている。
第1回転体7は回転軸X回りで回転可能になされており、第2回転体8は、第1回転体7へ設けられ、前記回転軸Xと直交する回転軸Y回りで回転可能になされている。
CO2インキュベーター2は、内方へ空間域を有し、前方へ開口部を設けた本体25と、前記開口部へ開閉可能に取り付けられた扉26で構成されている。
CO2インキュベーター2の本体25には、庫内と庫外を貫通する穴部21が設けられており、この穴部21へ、動力伝達手段24が挿入されて設けられている。動力伝達手段24が、CO2インキュベーター2の庫外に設けられた回転動力手段24の回転力を庫内に設けられるクリノスタット1の回転体の回転力として伝達している。
また、この動力伝達手段24を支持する支持手段3が、CO2インキュベーター2の本体25へ備えられており、支持手段3は動力伝達手段24を回転自在に支持する軸受4、5を有して、動力伝達手段24を支えている。
動力伝達手段24は、モータA9の回転力を伝達する構成と、モータB10の回転力を伝達する構成が各々独立して設けられている。
第1回転体7は、中空の円筒に形成された主軸13のCO2インキュベーター2内方側の一端側へ接続されており、主軸13は、CO2インキュベーター2の本体25に備えた穴部21に挿通されて備えられている。
主軸13のCO2インキュベーター2外方側の他端側には、主軸側歯車12が取り付けられており、この主軸側歯車B12とかみ合い係合されたモータ側歯車A11が連結されている。
モータ側歯車A11は、モータA9の回転軸に取り付けられており、モータA9の回転が、前述の動力伝達手段24を介して第1回転体7に伝えられ、回転されるように構成されている。
図1の断面図に示すように、これら動力伝達軸と交差軸は第1回転体7及び主軸13の内部に設けられた中空部に配置されており、第1回転体7の回転動作とは独立した別の伝達手段によって、モータB10の回転力を第2回転体8へ伝達される。
第2回転体8は、回転軸20を備えており、回転軸20によって第1回転体7に支持されて回転軸Y回りで回転可能になされている。
回転軸20は、第1回転体7へ回転自在に支持された交差軸19の出力側軸に固定されている。
交差軸19は、入力側軸と出力側軸が直角に交差して係合され、各々の回転が伝達できるように構成されており、回転力を直角に伝達可能になされている。
以下は同様に、交差軸17の入力側軸には、動力伝達軸16の一端側が接続されており、動力伝達軸16の他端側は交差軸15の出力側軸へ接続させている。
また、交差軸15の入力側軸には動力伝達軸14の一端側が接続されており、動力伝達軸14の一端側はモータB9の出力軸に接続させている。
これにより、第1回転体7の回転と独立して、第2回転体8の回転が行なわれ、主軸13を介して回転動力手段23の動力をCO2インキュベーター2内へ設けた回転体へ伝達する。
また、前述の主軸13はCO2インキュベーター2に設けた穴部21を通して配置されているが、CO2インキュベーター2の庫内と庫外の通気を遮断するために、適宜必要に応じたシール材を配置する。
培養を行う場合、微生物や細胞を入れた容器をクリノスタット1の第2回転体8の内部に搭載する。
CO2インキュベーター2の温度および炭酸ガス濃度等を一定に保つように設定した後、クリノスタット1の制御装置(図示せず)から指示を与え、クリノスタット1を回転駆動させる。
駆動の指示を受けると、モータA9およびモータB10がそれぞれ駆動する。
モータA9には、歯車A11が固定されており、モータA9の回転運動に合わせて連動して回転する。
歯車A11と歯車B12は、かみ合わせて係合され、歯車B12は主軸13に固定されているので、主軸13が回転運動する。
第1回転体7は、主軸13と図示しないボルトにて固定されており、軸受A4で回転可能に支持される主軸13の回転運動と連動し、モータA9が回転すると第1回転体7は回転し、モータA9が停止すると第1回転体7も停止する。
以上のように、モータA9の回転力は、歯車A11を介し、歯車B12に伝わり、歯車B12と接続された主軸13を介して、第1回転体7を回転、停止させる。
動力伝達軸14は、中空形状の主軸13の内部を挿通するように、主軸13に備えられた軸受B5で支持され、モータB10が回転した場合、動力伝達軸14も連動して回転する。
図1に示す通り、前述の構成により動力伝達軸14の回転は交差軸15に伝わり、交差軸15の回転は動力伝達軸16に伝わる。
動力伝達軸16の回転は交差軸17に伝わり、交差軸17の回転は動力伝達軸18に伝わる。
動力伝達軸18の回転は交差軸19に伝わり、交差軸1の回転は第2回転体8の回転軸20に伝達されて第2回転体8が回転する。
これらの回転力の伝達が行なわれ、モータB10が回転すると第2回転体8は回転し、モータB10が停止すると第2回転体8も停止する。以上のように、モータB10の回転動作により、第2回転体8を回転、停止させる。
モータA9を回転することにより生じる、第1回転体7に固定した交差軸15とモータB10の間の回転運動は、モータB10に相殺する回転指令を与えることで、第1回転体7および第2回転体8が独立した回転を与えることができる。さらに、モータA9及びモータB10にそれぞれの回転指令を与えることにより、第1回転体7または第2回転体8のどちらか一方のみを回転させることができる。
前述の回転力の伝達に係る構成においては、実施例1の歯車A11、歯車B12、交差軸15、動力伝達軸16、交差軸17、動力伝達軸18、交差軸19は、一例であり、動力を伝達する手段を特定するものではない。
同じく、CO2インキュベーター2の庫内を昇温による滅菌処理を行ったとしても、モータA9およびモータB10は、CO2インキュベーター2の庫外にあるため、昇温の影響を受けない。
また、クリノスタットの第1回転体7及び第2回転体8をCO2インキュベーター2の庫内に配設した状態で滅菌処理を行うことができ、第1回転体7及び第2回転体8の滅菌処理も行うことができる。
図2には、本発明の実施例2に係る装置の断面図を示す。
実施例2は、主軸13の支持手段3をCO2インキュベーター2とは別に庫外に支持台30を配設し、主軸を支える構成とする。
図2に示すように、CO2インキュベーター2の外方で、CO2インキュベーター2とモータの間に支持手段3である支持台30を備えている。
支持台30は、軸受13を介して主軸13を回転可能に設けられており、クリノスタット1駆動の際の振動をCO2インキュベーター2へ伝えにくくする。
これにより、クリノスタット1駆動の振動による微生物や細胞の培養への悪影響を排除することができる。
図3には、本発明の実施例3に係る装置の断面図を示す。
実施例3は、駆動源であるモータ27が1つのみを用いて、第1回転体7と第2回転体8を同時に回転させるものである。
図3で示すように、第2回転体8の回転のための動力伝達軸14の他端側を固定ボルト22によってフレーム6に固定されている。
これにより、動力伝達軸14は回転出来ない状態になされている。
そのとき、交差軸15の入力側軸に接続されている動力伝達軸14の他端側がフレーム6に固定されているため、交差軸15の回転力は、交差軸15の出力側軸に接続した動力伝達軸16に伝えられ、第2回転体8が回転する。
すなわち、実施例3の培養装置は、前述の動力伝達軸14をフレームへ固定する固定ボルト22によって動力分配手段が構築され、1つの動力源の動力を複数の回転体へ分配させて伝えることができ、1つのモータ27を用いて第1回転体と第2回転体の2つの回転体を回転させることが可能となる。
これにより、回転のための省電力化や、動力源のスリム化が図れる。
2 CO2インキュベーター
3 支持手段
4 軸受A
5 軸受B
6 フレーム
7 第1回転体
8 第2回転体
9 モータA
10 モータB
11 歯車A
12 歯車B
13 主軸
14 動力伝達軸
15 交差軸
16 動力伝達軸
17 交差軸
18 動力伝達軸
19 交差軸
20 回転軸
Claims (5)
- 前面に扉を有したインキュベーターと、該インキュベーター内へ設けられ、異なる回転軸を有する2つ以上の回転体と、該回転体を回転させる回転動力手段と、該回転動力手段の動力を回転体で伝える主軸を有する動力伝達手段を備えた培養装置において、
前記インキュベーターが主軸を挿通させる穴部を有し、前記回転動力手段がインキュベーターの外方へ配設され、主軸を介して回転動力手段の動力をインキュベーター内へ設けた回転体へ伝達することを特徴とする培養装置。 - 前記主軸を回転可能に支持する支持手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の培養装置。
- 前記支持手段がインキュベーターの穴部に設けられることを特徴とする請求項2に記載の培養装置。
- 前記支持手段がインキュベーターの外方に設けられることを特徴とする請求項2に記載の培養装置。
- 前記回転動力手段が動力源を1つのみ有しており、動力源の動力を複数の回転体へ分配させて伝える動力分配手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の培養装置。
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