JP2017175945A - 培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒータ線を挿通する挿通孔から培養室に外気が流入することを抑止することができる培養装置を提供する。【解決手段】 培養装置は、培養物を収容する培養室を囲む内箱と、前記内箱を囲む外箱と、を有し、前面に前記培養室に臨む開口が形成される断熱筐体と、内壁及び外壁を有し、前記断熱筐体の前記前面を覆う扉と、前記内箱の外面又は前記扉の内壁に設けられる第１ヒータ線と、前記外箱の外面に設けられ、前記第１ヒータ線と接続される制御基板と、を備え、前記外箱は、前記第１ヒータ線が前記制御基板と接続されるように前記第１ヒータ線を挿通させる挿通孔と、前記挿通孔を覆うカバーと、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、培養装置に関する。

細胞や微生物等の培養物を培養するための培養装置では、培養室内を加熱するためのヒータが、培養室を囲むように断熱箱本体及び断熱扉に設けられていることが知られている。培養装置は、このヒータを制御することで、培養室内を所定温度（例えば３７度）に維持するとともに、培養室内をこの所定温度に応じた所定湿度に維持するように構成されることが知られている（例えば、特許文献１）。

特開平５−２２７９４２号公報

ところで、培養装置では、培養室内の清浄度を維持するために、定期的又は不定期に培養室内を滅菌する必要がある。上述したヒータで培養室内を乾熱滅菌する場合、ヒータを例えば１６０度以上の高温になるように制御する必要がある。

また、培養室内の温度は場所によらず均一であることが望ましい。そのためには、ヒータを、その設置場所（設置面など）に応じてきめ細かく制御することが好ましい。そうすると、ヒータ線の数が増加する。

ヒータ線の数が増加すると、取扱いの便宜上、ヒータ線を束ねて１つの挿通孔に挿通し、培養室の外部にある制御装置に接続することが適切となる。このとき、挿通孔と、その挿通孔に挿通されるヒータ線の束と、の間には間隙が生じ、その間隙から外気が流入する。また、束を構成するヒータ線同士の間隙からも外気が流入する。このように外気が流入すると、培養室内の温度の均一性が乱される。培養作業中の培養室は多湿であるため、培養室の温度より低温の気体の流入によって結露が生じ、培養物に影響を及ぼすおそれがある。

前記課題を解決するための１つの発明は、培養物を収容する培養室を囲む内箱と、前記内箱を囲む外箱と、を有し、前面に前記培養室に臨む開口が形成される断熱筐体と、内壁及び外壁を有し、前記断熱筐体の前記前面を覆う扉と、前記内箱の外面又は前記扉の内壁に設けられる第１ヒータ線と、前記外箱の外面に設けられ、前記第１ヒータ線と接続される制御基板と、を備え、前記外箱は、前記第１ヒータ線が前記制御基板と接続されるように前記第１ヒータ線を挿通させる挿通孔と、前記挿通孔を覆うカバーと、を有することを特徴とする培養装置である。

本発明によれば、ヒータ線を挿通する挿通孔から培養室に外気が流入することを抑止することができる。

本実施形態に係る培養装置の外観斜視図である。 本実施形態に係る培養装置の外観斜視図である。 本実施形態に係る培養装置の断面図である。 本実施形態に係る培養装置の内箱を説明するための概略図である。 本実施形態に係るヒータを説明するための概略図である。 本実施形態に係る培養装置の背面側の部分拡大斜視図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

本開示の実施形態に係る培養装置１を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、例えば図１のように、断熱箱２の開口７が手前側になるように培養装置１が設置されたときに、培養装置１の横幅方向をＸ軸方向とし、培養装置１の奥行方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。

培養装置１は、細胞や微生物などの培養物を培養する装置である。培養装置１は、例えば、ＣＯ２インキュベータであれば、ＣＯ２を所定の濃度に設定・維持するべく、ＣＯ２ガスを培養室６内に供給するように構成される。つまり、培養装置１は、図２に示されるように、培養室６を内部に形成し、前面に開口７が形成された略箱状の断熱箱２と、断熱箱２の開口７を開閉可能に閉塞する断熱扉３と、を有して構成される。

（断熱箱）
断熱箱２は、培養室６を内部に形成する略箱状の内箱２０と、内箱２０を覆うように形成される略箱状の外箱１０と、を有して構成される。外箱１０及び内箱２０は、略直方体形状の箱体である。内箱２０は、外箱１０の内部に収容されるように、外箱１０よりも小さく形成されている。外箱１０および内箱２０の前面には、培養室６に通じるための開口７が形成されている。外箱１０及び内箱２０は、過酸化水素やオゾン、紫外線などに対する耐性を有し、かつ、耐熱性及び抗菌性を有する、ステンレス等の金属製である。

図３に示されるように、外箱１０の内面には断熱材１１が配置され、断熱材１１と内箱２０の外面との間には、空気層（所謂エアージャケット）１２が形成される。また、外箱１０の背面側の壁面には、ヒータ線２８を挿通するための挿通孔１６が設けられているが、この点については追って述べる。

内箱２０の外面には、図３に示されるように、培養室６を加熱するためのヒータ線２８が配置される。ヒータ線２８は、内箱２０の右側板２２、左側板２３、背板２４、底板２５、天板２６にそれぞれ設けられてよい。

内箱２０は、図４に示されるように、右側板２２、左側板２３、背板２４、底板２５、天板２６を有する。右側板２２及び左側板２３には、それぞれプレス加工により複数の棚受け２７が形成されている。そして棚受け２７には、棚板４が載置される。右側板２２及び左側板２３に設けられる一対の棚受け２７は、棚板４を略水平に支持する。

内箱２０内に形成される培養室６には、図３に示されるように、その背面及び底面に沿ってそれぞれＣＯ２等を含む空気の気体通路Ｋを形成するダクト３０が配置されている。培養装置１は、ダクト３０の上部に形成された吸込口３５から培養室６内のＣＯ２等を含む気体を吸い込み、ダクト３０の下部に設けられた吹出口３６から培養室６内に空気を吹き出すようにして空気の強制循環を行う。ダクト３０内には、このＣＯ２等を含む気体の強制循環のために循環用送風機３１が配置されている。

また、ダクト３０下部と内箱２０の底板２５と間には、加湿用の水（即ち加湿水）５Ａを貯溜する加湿皿５が配置される。加湿皿５は、内箱２０の底板２５に設けられたヒータ線２８により加熱されて水５Ａを蒸発させる。

培養装置１は、培養室６内を流通する気体及び加湿皿５内の加湿水５Ａを殺菌するために、気体通路Ｋ内に紫外線ランプ３４を配置している。

培養装置１は、外扉４０に設けられている操作装置４２から、培養装置１の起動及び停止の指示や、培養室６の目標温度（例えば３７℃）、目標湿度（例えば９３％ＲＨ）、ＣＯ２ガスの目標濃度（例えば５％）等の指示入力を受け付ける。そして制御装置６２は、培養室６の温度や湿度、ＣＯ２濃度が上記目標値になるように制御を行う。

断熱箱２の外箱１０の背面には、図３に示されるように、背面カバー１４で覆われており、外箱１０の背面と背面カバー１４との間の空間は、各種機器を配置するための機械室６０を形成している。機械室６０には、循環用送風機３１の駆動部、培養室６にＣＯ２ガスを供給するためのガス供給手段３２、培養室６の温度（庫内温度）を測定するための庫内温度センサ３３、制御装置６２等の電装部品を収容する電装ボックス６１が設けられている。

（断熱扉）
断熱扉３は、図２に示されるように、外扉４０と内扉５０とを有して構成される。外扉４０及び内扉５０は、開口７を開閉する扉である。

外扉４０は、ステンレス等の金属製の素材からなり、内扉５０よりも外形が大きな略矩形形状を呈する箱体である。外扉４０の内部には、図３に示されるように、断熱材１１が設けられている。

外扉４０は、図５に示されるように、開口７側の面（内壁）の一部において、ヒータ線２８が配置された扉パネル４５を有する。また外扉４０において開口７に対面する面には、培養室６の気密性を確保するためのパッキン４１が設けられている。また、外扉４０の外壁には、図１に示されるように、培養装置１を操作するための操作装置４２が設けられる。

内扉５０は、過酸化水素やオゾン、紫外線などに対する耐性を有し、かつ、耐熱性及び抗菌性を有して透明な樹脂、ガラス等の素材から構成されている。図２に示されるように、断熱箱２の前面の開口７の周縁には、内扉５０と対向するように当接して、培養室６の気密性を確保するためのパッキン１３が設けられている。

（ヒータ線、挿通孔、及びカバー）
上述したように、本実施形態では、ヒータ線２８は、内箱２０を構成する各面及び外扉４０に設けられている。かかる複数のヒータ線２８は、図３に示すように、外箱１０の背面側に形成されている挿通孔１６を経由して、機械室６０内の制御装置６２と接続されている。

挿通孔１６は、機械室６０内に設けられている断熱性のカバー１５で覆われている。そしてカバー１５には、ヒータコネクタ２９Ａが設けられており、ヒータコネクタ２９Ａの一方の端子は、内箱２０に配置されるヒータ線２８と接続され、ヒータコネクタ２９Ａの他方の端子は、ヒータケーブル２９を介して制御装置６２に接続されている。このようにして、制御装置６２とヒータ線２８との間が電気的に接続されている。

そして制御装置６２は、庫内温度センサ３３により計測された庫内温度を元に、培養室６の温度や湿度が目標値になるように、ヒータ線２８の通電を制御する。

より詳しくは、ヒータ２８は、培養ヒータ２８Ａ（第１ヒータ線）及び滅菌ヒータ２８Ｂ（第２ヒータ線）を有して構成されている。培養ヒータ２８Ａは、培養装置１を、後述する「培養モード」で運転する場合、及び「滅菌モード」で運転する場合に通電される。また滅菌ヒータ２８Ｂは、培養装置１を「滅菌モード」で運転する場合に通電される。

ここで培養モードは、培養室６内の温度が、培養物の培養に好適な温度（第１温度）に維持されるように制御する制御態様である。第１温度は、概ね室温程度から５０℃程度の範囲の温度であり、例えば３７℃である。制御装置６２は、培養モード中は、培養室６内の温度が第１温度に維持されるようにヒータ線２８を制御する。

他方、滅菌モードは、培養室６内の温度が、培養室６内の滅菌に好適な温度（第２温度）に維持されるように制御する制御態様である。第２温度は、概ね１００℃以上であり、例えば１８０℃である。制御装置６２は、滅菌モード中は、培養室６内の温度が第２温度に維持されるようにヒータ線２８を制御する。

本実施形態では、例えば図５に示されるように、培養ヒータ２８Ａは、内箱２０の右側板２２、左側板２３、背板２４、底面２５、天板２６、外扉４０に設けられる。また滅菌ヒータ２８Ｂは、内箱２０の背板２４、底面２５、天板２６、外扉４０に設けられる。なお、内箱２０の右側板２２及び左側板２３に滅菌ヒータ２８Ｂが配置されてもよい。

このように内箱２０の各面及び外扉４０に設けられたヒータ線２８を、培養室６内の温度分布に応じてきめ細かく制御するためには、ヒータ線２８の一部を独立して制御することが必要である。そのため、本実施形態では、培養ヒータ２８Ａと滅菌ヒータ２８Ｂに対応する少なくとも４本（例えば１８本）のヒータ線２８が設けられている。

このようにヒータ線２８の本数が増加すると、個別に制御装置６２に接続するよりも、まとめて制御装置６２に接続する方が便利である。そこで、本実施形態では、上述したように、内箱２０に、ヒータ線２８を挿通するための挿通孔１６を設けているのである。

併せて、挿通孔１６とヒータ線２８との間の間隙を通って外気が培養室６内に流入しないように、上記のとおり、挿通孔１６を外箱１０の外側から覆う断熱性のカバー１５が設けられているのである（図３参照）。カバー１５の断熱性は、図６に示されるように、カバー１５を断熱材１５Ａで覆うことによって確保されている。そして、カバー１５が断熱性を有することにより、例えばカバー１５の外部の冷気がカバー１５の内部に伝わりにくくなるため、培養室６内の温度とカバー１５内の温度との間に温度差が生じにくくなる。これにより、培養室６内の温度の均一性が確保されるとともに、培養室６における挿通孔１６の近傍での結露の発生を抑止することができる。

カバー１５は、図６に示されるように、ヒータコネクタ２９Ａを有している。ヒータコネクタ２９Ａは、カバー１５の内部においては、挿通孔１６に挿通されたヒータ線２８（２８Ａ，２８Ｂ）と接続され、カバー１５の外部においては、ヒータケーブル２９を介して制御装置６２と接続される。

ヒータ線２８（２８Ａ、２８Ｂ）とヒータコネクタ２９Ａとは、カバー１５の内部において、ハーネス２９Ｂを介して中継されてもよい。ハーネス２９Ｂを用いることで、複数のヒータ線２８を簡易にヒータコネクタ２９Ａに接続することができる。

（本実施形態の効果）
このように、本実施形態においては、挿通孔１６がカバー１５に覆われていることにより、挿通孔１６から培養室６の内部への外気の流入を防止することができる。したがって、培養室６内の温度及び湿度が均一に保たれるとともに、培養室６の挿通孔１６の近傍において結露が生ずることを防止することができる。

また、ヒータ線２８がヒータコネクタ２９Ａを介して制御装置６２と接続されることで、カバー１５の内部と外部との間の空気の流れが遮断され、ひいては培養室６内の気体の均一性が確保される。また、カバー１５の内部と外部とが断熱材１５Ａによって断熱されるので、例えば、カバー１５の内部の気体が外部の冷気によって冷却されることが抑制される。

また、ハーネス２９Ｂを用いることで、複数のヒータ線２８をヒータコネクタ２９Ａに容易に接続することが可能となり、作業性が向上する。

前述したとおり、培養装置１は、培養物を収容する培養室６を囲む内箱２０と、内箱２０を囲む外箱１０と、を有し、前面に培養室６に臨む開口７が形成される断熱箱２と、内壁及び外壁を有し、断熱箱２の前面を覆う断熱扉３（外扉４０）と、内箱２０の外面又は断熱扉３（外扉４０）の内壁に設けられる第１ヒータ線２８（２８Ａ）と、外箱１０の外面に設けられ、第１ヒータ線２８（２８Ａ）と接続される制御装置６２と、を備える。そして、外箱１０は、第１ヒータ線２８（２８Ａ）が制御装置６２と接続されるように第１ヒータ線２８（２８Ａ）を挿通させる挿通孔１６と、挿通孔１６を覆うカバー１５と、を有する。かかる実施形態によれば、挿通孔１６はカバー１５に覆われており、挿通孔１６から培養室６の内部への外気の流入を防止することができる。したがって、培養室６の挿通孔１６の近傍において結露が生ずることを防止することが可能となる。

また、培養装置１は、内箱２０の外面又は断熱扉３（外扉４０）の内壁に設けられ、挿通孔１６に挿通されるとともに制御装置６２と接続される第２ヒータ線２８Ｂ、を更に備える。第１ヒータ線２８Ａは、培養室６内の温度を培養物を培養するための第１温度に設定するとき、及び、培養室６内の温度を培養室内を滅菌するための第２温度に設定するときに通電され、第２ヒータ線２８Ｂは、培養室６内の温度を第２温度に設定するときに通電されてもよい。かかる実施形態によれば、複数のヒータ線２８Ａ，２８Ｂを挿通するために挿通孔１６の径が大きくなっても、挿通孔１６から培養室６の内部への外気の流入を確実に防止することができる。

また、カバー１５は、カバー１５の内部において挿通孔１６に挿通された第１ヒータ線２８Ａ及び第２ヒータ線２８Ｂと接続され、カバー１５の外部において制御装置６２と接続されるヒータコネクタ２９を有してもよい。かかる実施形態によれば、第１、第２ヒータ線２８Ａ，２８Ｂは、ヒータコネクタ２９Ａを介して制御装置６２と接続される。したがって、カバー１５の内部と外部との間の空気の流れが遮断され、培養室６内の気体の均一性が確保される。

また、第１ヒータ線２８Ａ及び第２ヒータ線２８Ｂとヒータコネクタ２９Ａとは、カバー１５の内部において、ハーネス２９Ｂを介して中継されてもよい。かかる実施形態によれば、複数のヒータ線２８（２８Ａ，２８Ｂ）をヒータコネクタ２９Ａに容易に接続することが可能となる。

また、カバー１５は、断熱材１５Ａで覆われてもよい。かかる実施形態によれば、カバー１５の内部と外部とが断熱されるので、例えば、カバー１５の内部の気体が外部の冷気によって冷却されることが抑制される。したがって、培養室６内の温度の均一性が確保されるとともに、培養室６における挿通孔１６の近傍が結露することを確実に防止することが可能となる。

前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更や改良等が可能であり、また、本発明はその等価物も含む。

１ 培養装置
２ 断熱箱
３ 断熱扉
６ 培養室
７ 開口
１０ 外箱
１５ カバー
１６ 挿通孔
２０ 内箱
２８ ヒータ線
２８Ａ 培養ヒータ
２８Ｂ 滅菌ヒータ
２９ ヒータケーブル
２９Ａ ヒータコネクタ
２９Ｂ ハーネス
４０ 外扉
５０ 内扉
６２ 制御装置

Claims (5)

1. 培養物を収容する培養室を囲む内箱と、前記内箱を囲む外箱と、を有し、前面に前記培養室に臨む開口が形成される断熱筐体と、
   内壁及び外壁を有し、前記断熱筐体の前記前面を覆う扉と、
   前記内箱の外面又は前記扉の内壁に設けられる第１ヒータ線と、
   前記外箱の外面に設けられ、前記第１ヒータ線と接続される制御基板と、を備え、
   前記外箱は、前記第１ヒータ線が前記制御基板と接続されるように前記第１ヒータ線を挿通させる挿通孔と、前記挿通孔を覆うカバーと、を有する
   ことを特徴とする培養装置。
2. 前記内箱の外面又は前記扉の内壁に設けられ、前記挿通孔に挿通されるとともに前記制御基板と接続される第２ヒータ線、を更に備え、
   前記第１ヒータ線は、前記培養室内の温度を前記培養物を培養するための第１温度に設定するとき、及び、前記培養室内の温度を前記培養室内を滅菌するための第２温度に設定するときに通電され、
   前記第２ヒータ線は、前記培養室内の温度を前記第２温度に設定するときに通電される
   ことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
3. 前記カバーは、前記カバーの内部において前記挿通孔に挿通された前記第１ヒータ線及び前記第２ヒータ線と接続され、前記カバーの外部において前記制御基板と接続されるコネクタを有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の培養装置。
4. 前記第１ヒータ線及び前記第２ヒータ線と前記コネクタとは、前記カバーの内部において、ハーネスを介して中継される
   ことを特徴とする請求項３に記載の培養装置。
5. 前記カバーは、断熱材で覆われる
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の培養装置。