JP5342558B2 - 卵注入デバイスのための物質分配システム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、複数の卵、特に鳥の卵の内部に物質を注入するためのデバイスが有する複数の注入器に、処理物質の投与量を分配するための分配システム、及び、当該分配システムを装備した注入デバイスに関する。

注入デバイスは、胚の死亡率を抑制する、又は、胚の成長を増進するために、ワクチン、抗生物質、又はビタミンなどの処理物質を直接卵の内部に注入することが知られている。このようなデバイスは、通常、複数の卵の内部に物質を注入可能な複数の注入器を含む注入ヘッドを備え、注入器は、処理する卵を搬送するためのコンベアの上方を垂直に移動可能である。また、上記注入器に物質の投与量を分配するために、注入する物質を分配するためのシステムを備える。

例えば、米国特許第５，９４１，６９６号公報には、蠕動ポンプと、各注入器に個別に供給するフレキシブル管とから構成された分配システムが提案されている。上記ポンプのローターには、注入器の方向に物質を移動させるために、管を徐々に圧迫するローラーが装備される。この種類のポンプは、配給される物質量に関して良好な精度を担保する。しかしながら、フレキシブル管は強いストレスに晒されるため、定期的に交換しなければならない。さらに、この種類のポンプは、かなりの長さを有する管の束を必要とする。注入器ごとに、管を、注入ヘッドから少し離れて配置された上記ポンプを通って、物質の供給源と注入器との間に取り付けることが実質的に必要である。さらに、この種類のポンプは、ある種類のワクチン、特に生体細胞のワクチンには適さない。実際に、上記ポンプは、管を圧迫する間に生体細胞の一部を破壊し、その結果、ワクチンの効果を大幅に減少させる。

分配システムは、また、注入器ごとに個別のマイクロポンプを備えることが提案されている。これらのシステムは、大きく、非常に高価であることが知られており、また、全ての注入器の適切な動作を担保するためには、重大、且つ、繊細なメンテナンスが必要である。

本発明の目的は、上述した課題の少なくとも一部を解消し、設計及び利用が容易な物質分配システムを提案することにある。

このために、本発明の目的は、卵注入デバイスが有する複数の注入器に、処理物質の投与量を分配するための分配システムであって、
物質を受け入れるためのチャンバーを規定し、排出開口部と当該チャンバー内にスライド可能に取り付けられたピストンとを備えるシリンジ本体部、及び、上記排出開口部を介して、上記チャンバーの外部に物質を排出するために、上記ピストンを自動的に作動させることが可能な作動手段を備える少なくとも１つのシリンジポンプと、
上記排出開口部に接続された排出管と、
バルブシステムを介して、上記排出管に第１末端部を通って並列に接続された供給管であって、各々が少なくとも一つの注入器に第２末端部を通って接続された供給管と、
上記チャンバーに収容された物質の投与量を、上記供給管を通って上記注入器に分配するために、上記作動手段及び上記バルブシステムを制御することが可能な制御手段と、
を備えることを特徴としている。

上記発明によれば、上記分配システムは、上記シリンジの排出管にバルブシステムを介して接続された複数の供給管によって、複数の注入器に供給するためのシリンジポンプを備える。この分配システムは、機械的な作動がほとんどない長さの短い管を必要とする。さらに、そのようなポンプは、あらゆる種類の物質、特に、生体ワクチンに適している。

ある特徴によれば、上記バルブシステムは、各供給管の上記排出管との流体伝達を個別に設定することが可能である。上記分配システムは、その結果、卵ごとに、上記注入される物質の投与量を個別に調節することを可能にする。例えば、卵のサイズに応じて物質の投与量を個別に調節する、及び／又は、空のセル又は例えばクリア卵（clear egg）或いは非生存卵（non living egg）等のような処理が不必要な卵に注入器が面したときに、何らの物質も注入しないことが可能である。従って、ある特徴によれば、（例えば、サイズ、クリア又は受精卵、生存又は非生存の何れか等の）各卵の特徴に応じて、同一又は異なる何れかの投与量を上記供給管に個別に供給するために、上記制御手段は、上記作動手段及び上記バルブシステムを制御することが可能である。卵がない場合、又は、注入器の下方にクリア又は非生存卵がある場合、上記注入器に配給される物質の量は、ゼロである。

好ましくは、上記制御手段は、連続して各供給管に供給するために、上記バルブシステムを制御し、その後、上記作動手段を制御することが可能である。このため、上記排出管内で物質を過度に圧迫することを回避することが可能である。

ある特徴によれば、上記バルブシステムは、供給管ごとに、双方向マイクロバルブ、好ましくはソレノイドバルブを備え、各マイクロバルブは、中間バイパス管によって第１開口部を通って上記排出管に接続され、また、第２開口部を通って供給管に接続され、各マイクロバルブは、上記制御手段によって開口及び閉口するように個別に制御される。

ある特徴によれば、上記シリンジ本体部は、その遠位末端部に、バルブシステム（例えば、双方向マイクロバルブ、及び、特にソレノイドバルブ）が装備された充填管に接続された充填開口部を備え、上記バルブシステムは、物質の供給源に接続されて、上記制御手段によって開口又は閉口するように制御され、また、上記作動手段は、上記吸入開口部を通って物質を吸入するために、上記ピストンを自動的に作動させることが可能である。このため、上記シリンジに物質を自動的に再充填することが可能である。

ある特徴によれば、上記作動手段は、シリンジ用のプッシャータイプであり、また、基部上に取り付けられたステッピングモーターを備え、上記モーターは、上記ピストンに固定されたピストンロッドの末端部に直接的又は間接的に接続された螺旋状パイプ（worm）を、好ましくは減速ギアを介して、回転駆動させることが可能であり、これにより、上記螺旋状パイプの回転が、上記ピストンロッドの並進運動を生じさせ、上記シリンジ本体部は上記基部に取り付けられており、上記モーターは上記制御手段によって制御される。このようなモーターを用いれば、各分配サイクルにおいて、正確な物質の投与量を分配して供給することが可能であり、投与量は注入器ごとに容易に調節される。

本発明の目的は、また、複数の卵の内部に物質を注入することが可能な複数の注入器を含む注入ヘッドを備える卵注入デバイスであって、上記注入器に物質の投与量を分配するために、少なくとも１つの上述した物質分配システムを備えることを特徴としている。好ましくは、各供給管は、それぞれ１つの注入器のみに接続される。ある特徴によれば、上記デバイスは、複数の分配システム、例えば、それぞれ個別に２０個の注入器に供給する４つの分配システムを備え、上記デバイスは、例えば、トレイ上の１５０個の卵を処理する。上記分配システムは、上記注入ヘッドを有する上記注入デバイスの固定シャシーに取り付けられ、また、卵を搬送するためのコンベアの上方に配置されることが好ましい。ある特徴によれば、上記制御手段は、物質の同一又は異なる何れかの投与量を上記注入器に個別に供給するために、上記作動手段及び上記バルブシステムを制御することが可能であり、当該投与量は、上記注入器の下方に存在する各卵の特徴、及び／又は、上記注入器の下方における、注入する又は注入しない卵の存在に応じて、注入器ごとに調節され、上記デバイスには、卵の特徴及び／又は卵の存在を検出し、特徴を示す情報及び／又は卵の存在を示す情報を伝えるためのシステムが装備又は接続される。

注入デバイスに用いられる物質分配システムが示される添付した１枚の概略図を参照して、以下に示す発明の好ましい特徴的実施形態の詳細な説明により、上記発明はより理解され、また、他の目的、詳細、特徴、及び有利な点は明確になるであろう。

上記分配システムは、シリンジポンプ１、即ち、シリンジプッシャータイプのピストン体積収縮ポンプ（piston volumetric pump）を備え、シリンジポンプ１は、シリンジ１０と、当該シリンジの吸入及び排出ピストンを作動させるための手段としてプッシャー２０とを備えている。

シリンジ１０は、閉口遠位末端部１１ａと、開口近位末端部１１ｂとを有するシリンジ本体部１１を備えている。上記シリンジ本体部は、円筒チャンバー１２を規定し、当該円筒チャンバー１２内には、吸入及び排出ピストン１３がスライド可能に取り付けられている。上記シリンジ本体部は、その遠位末端部に排出開口部１４及び吸入開口部１５を備えている。上記ピストンは、ピストンロッド１６に接続され、当該ピストンロッド１６は、上記開口近位末端部を通過し、また、上記チャンバーにおいて、いわゆる排出方向である上記遠位末端部の方向、又は、いわゆる吸入方向である上記近位末端部の方向の何れかに上記ピストンを移動させるために、ピストンロッド１６の自由末端部はプッシャー２０と連携する。

上記プッシャーは、基部２１を備え、当該基部２１上には、上記シリンジ本体部が固定されて取り付けられている。本実施形態において、上記ピストンロッドの作動は、モーターによって達成され、減速ギア２７が装備されたステッピングモーター２２であることが好ましく、中間ロッド２４が取り付けられた螺旋状パイプ２３を両方向に駆動させることが可能である。このため、上記螺旋の回転は、上記中間ロッドの並進移動を生じさせる。螺旋状パイプ２３に関連付けられたモーター２２は、概略的に図面に示されている。螺旋状パイプ２３は、上記シリンジ本体部の下部の上記基部内に格納され、中間ロッド２４は、上記基部のハウジング内で並進運動に導かれる。その自由末端部は、上記基部の裏面２１ａを越えて伸び、また、接続部２５を介して、上記ピストンロッドの上記自由末端部に取り付けられる。中間ロッド２４の並進運動を効率的に導くために、上記接続部は、上記中間ロッドの両側に並列に配置された２つのガイドロッド２６を有し、上記基部の相補的なハウジング内をスライドする。

上記モーターは、図面に示されるように、制御配線３１を経由して、上記分配システムの制御ユニット３によって制御される。

上記分配システムは、さらに、上記シリンジ本体部の排出開口部１４に接続された排出管４と、バルブシステム６を介して、当該排出管に並列に接続された複数の供給管５とを備えている。本実施形態において、上記バルブシステムは、６１_１から６１_ｎで参照される、複数のソレノイド双方向マイクロバルブ６１、いわゆる分配ソレノイドバルブを備えている。各ソレノイドバルブは、中間バイパス管６２を介して供給管４に接続される第1開口部６１ａを有しており、また、各ソレノイドバルブの第２開口部は、供給管５に接続されている。各分配ソレノイドバルブは、図面に示されるように、制御配線３２を経由して、上記制御ユニット３によって、開口及び閉口が制御される。供給管５は、それらの末端部が、注入デバイスの注入ヘッドが有する注入器に接続されている。各供給管を用いて、物質は、上記ヘッドの１つの注入器のみに供給される。簡略化を目的として、図面では１つの注入器８が示されている。上記注入器は、特に、注入本体部８１と、当該注入本体部に取り付けられた注入針８２とを備える。また、上記注入針は、注入する物質を当該針に供給するために、供給管５が接続された上記本体部の注入口８３に連通している。

上記分配システムは、さらに、充填管８１及びバルブシステム８２を通って充填開口部１５に接続された物質の供給源８を備える。バルブシステム８２は、ソレノイド双方向バルブ、いわゆる充填ソレノイドバルブによって形成される。上記充填管は、上記充填開口部及び上記充填ソレノイドバルブの第１開口部８２ａに接続され、上記供給源８、例えば、ワクチン袋等は、第２開口部８２に接続される。上記充填ソレノイドバルブは、図面に示されるように、制御配線３３を経由して、制御ユニット３によって、開口及び閉口が制御される。

１つの例として、上記分配システムは、一方が単一の分配ソレノイドバルブを通って排出管４に個別に接続され、また、他方が注入デバイスの注入器８に接続された２０個の供給管５を備える。

上記注入デバイス（図示省略）は、通常、処理する卵を搬送するためのコンベアの上方に配置された固定シャシーを備え、当該卵は、トレイの分割されたセル、いわゆる抱卵トレイにセットされる。上記注入ヘッドは、上記固定シャシーに取り付けられる。上記ヘッドの上記注入器は、処理する卵を搬送するためのコンベアの上方に配置され、上昇位置と、上記針が上記卵の内部に物質を注入する注入位置との間を、垂直方向に移動可能である。各注入器は、独自に自己移動システムを装備することができる。上記注入デバイスは、上記分配システムの制御ユニット３に加えて、上記注入器の両位置間のおける移動を制御する主制御システムを備えている。制御ユニット３は、上記注入デバイスの上記主制御システムに一体化されていてもよい。

上記分配システムは、上記注入ヘッドの上記固定シャシーに、直接取り付けられていてもよい。例として、上記注入ヘッドは８０個の注入器を備え、また、４つの分配システムが上記注入デバイスの上記固定シャシーに取り付けられ、各分配システムは、個別に２０個の注入器に供給する。各分配システムは、上述したように、自己のシリンジを充填するために、独自に物質の供給源を備えている。好ましくは、４つの分配システムに対して一つの供給源が備えられてもよく、当該一つの供給源は、例えば、上記充填ソレノイドバルブの第２開口部８２ｂに並列に接続される。

次に、分配システムの動作を説明する。

上記分配システムに関連付けられた上記注入器が低い注入位置にあるとき、上記制御ユニットは、例えば、上記主制御システムによって送られた分配コマンドを受けることで、分配サイクルを開始する。全ての上記分配ソレノイドバルブと同様に、上記充填ソレノイドバルブを上記閉口位置にしたままで、上記制御ユニットは、第１分配ソレノイドバルブ６１_１の開口を制御する。その後、上記制御ユニットは、供給管５を通ってソレノイドバルブ６１_１に接続された上記注入器に、上記チャンバー内に収容された物質の投与量を配給するために、モーター２２を制御する。上記制御ユニットは、物質の所定投与量に対応する所定角度に上記モーターの回転を制御するために、例えば、制御配線３１を介してコマンドを送る。上記モーターを停止させた状態で、上記制御ユニットは、第１分配ソレノイドバルブ６１_１の閉口を制御する。上記ソレノイドバルブの開口、上記モーターの始動、上記モーターの停止、及び、上記ソレノイドバルブの閉口を含むこの手順は、第２ソレノイドバルブ６１_２に対して実行され、その後、最後の６１_Ｎに至るまで、各ソレノイドバルブに対して実行される。この手順は、上記排出管内における、上記物質へのあらゆる過度の圧迫を回避する。例として、１つの注入器に対する物質の投与量が約５０μｌの分配は、約４０ミリ秒以内、即ち、２０個の注入器対して１回のサイクル８００ミリ秒で実行される。

上記シリンジの上記チャンバーは、上記制御ユニットで管理される注入投与量の所定数に応じた寸法である。上記チャンバー内に残された投与量の数が、上記２０個の注入器全てに対する１回の分配サイクルを実行するのに不十分であるとき、或いは、トレイの処理のために、上記分配システムによって実行されるべき分配サイクルの回数が不十分であるとき、上記制御ユニットは、充填サイクルを開始する。充填サイクルは、充填ソレノイドバルブ８２の開口する、全ての上記分配ソレノイドバルブを閉口位置に留める、上記袋内に存在する物質を吸入することによって上記チャンバーを充填することを目的として、上記吸入方向に上記ピストンを移動させるために上記モーターを始動する、及び、上記モーターを停止させた状態で、上記充填ソレノイドバルブを閉口することを含む。上記制御ユニットは、その後、新たな分配サイクルを開始する。上記チャンバーは、複数の連続する卵トレイの処理を行うことができるような寸法である。安全性を目的として、上記ピストンがそのストロークの末端部に達したとき、即ち、遠位末端部１１ａに極めて接近したとき、充填サイクルを開始するために、上記シリンジの上記ピストンの位置を検知するセンサーが備えられる。

好ましくは、処理物質の消費量を最適化するために、上記分配システムは、受精及び生存卵を載せた空でないセルに面する位置にある上記注入器にのみ、物質を供給する。上記抱卵トレイは、「クリア」卵、即ち、未受精卵及び／又は「非生存」卵、即ち、死んだ胚及び／又は空のセルを含んでいる。トレイの卵のキャンドリング動作は、上記クリア卵又は非生存卵から、上記受精及び生存卵を識別するために、上記注入動作より上流で実行される。このキャンドリング動作の後に、クリア又は非生存卵をトレイから取り除くための動作、及び、空のセルを検出するための動作が行われる。これらの予備的な動作の間に得られた情報は、物質が供給されるべき上記注入器を分配サイクルごとに規定するため、また、対応する分配コマンドを上記制御ユニットに送るために、上記注入デバイスの上記制御システムによって処理される。ソレノイドバルブ６１_ｉに接続される注入器のうち１つが、空のセル、又は、クリア及び／又は非生存卵に面している分配サイクルでは、上記制御ユニットは、このソレノイドバルブ６１_ｉに対して上述した手順を実行しない。このため、上記マイクロバルブ６１_ｉ-1を閉口、即ち、上記モーターを制御して、次に上記マイクロバルブ６１_ｉ-1を閉口した後、上記制御ユニットは、上記マイクロバルブ６１_ｉ＋1の開口を指示する。

ある実施形態によれば、上記制御ユニットは、また、上記処理を各胚に適合させるために、上記注入器の下方に存在する１つ又はそれ以上の卵の特徴、例えば、卵のサイズに応じて、各分配サイクルで各注入器に配給する物質の量を変化させることが可能である。各セルに含まれる卵のサイズを明確に示すために、カメラを用いた検出システムが、上記注入デバイスの上流に備えられていてもよい。注入器の下方にある卵のサイズに応じて、上記制御ユニットは、配給されるの物質の投与量を適合させるために、上記注入器に関連付けられた上記ソレノイドバルブの開口時間、及び、上記モーターによって実行される工程数を調節する。

好ましくは、上記分配ソレノイド双方向バルブは、上記排出管に接続された注入口と、供給管を通って注入器にそれぞれ接続された複数の排出口とをそれぞれ備える１つ又は複数のソレノイドバルブに置き換えられる。

本発明を特定の実施形態に関連させて説明したが、それに限定するものではなく、全ての技術的均等物に加えて、上記発明の範囲に含まれるそれらの組み合わせも本発明に含まれる。

注入デバイスに用いられる物質分配システムを示す図である。

Claims (12)

1. 卵注入デバイスの複数の注入器に、処理物質の投与量を分配するための分配システムであって、
   物質を受け入れるためのチャンバー（１２）を規定し、排出開口部（１４）と当該チャンバー内にスライド可能に取り付けられたピストン（１３）とを備えるシリンジ本体部（１１）、
   及び、上記排出開口部を通って、上記チャンバーの外部に物質を排出するために、上記ピストンを自動的に作動させることが可能な作動手段（２０）、
   を備える少なくとも１つのシリンジポンプ（１）と、
   上記排出開口部に接続された排出管（４）と、
   バルブシステム（６）を介して、上記排出管に第１末端部を通って並列に接続された供給管であって、各々が少なくとも一つの注入器（８）に第２末端部を通って接続された供給管（５）と、
   上記チャンバーに収容された物質の投与量を、上記供給管を通って注入器に分配するために、上記作動手段及び上記バルブシステムを制御することが可能な制御手段（３）と、
   を備えることを特徴とする分配システム。
2. 上記バルブシステム（６）は、各供給管（５）の上記排出管との流体伝達を個別に設定することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の分配システム。
3. 上記制御手段（３）は、物質の同一又は異なる何れかの投与量を上記供給管に個別に供給するために、上記作動手段（２０）及び上記バルブシステム（６）を制御することが可能であることを特徴とする請求項２に記載の分配システム。
4. 上記制御手段（３）は、連続して各供給管に供給するために、上記バルブシステム（６）を制御し、その後、上記作動手段（２０）を制御することが可能であること特徴とする請求項２又は３に記載の分配システム。
5. 上記バルブシステム（６）は、供給管（５）ごとに、双方向マイクロバルブ（６１）を備え、各マイクロバルブは、中間バイパス管（６２）によって第１開口部（６１ａ）を通って上記排出管（４）に接続され、また、第２開口部（６１ｂ）を通って供給管に接続され、各マイクロバルブは、上記制御手段（３）によって開口及び閉口するように個別に制御されることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の分配システム。
6. 上記シリンジ本体部は、バルブシステム（８２）が装備された充填管に接続された充填開口部（１５）を備え、上記バルブシステムは物質の供給源に接続されて、上記制御手段によって開口又は閉口するように制御され、また、上記作動手段（２０）は、吸入開口部を通って物質を吸入するために、上記ピストンを自動的に作動させることが可能であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の分配システム。
7. 上記作動手段（２０）は、基部（２１）上に取り付けられたステッピングモーター（２２）を備え、当該モーターは、上記ピストン（１３）に固定されたピストンロッドの末端部に接続された螺旋状パイプ（２３）を回転駆動させることが可能であり、これにより、上記螺旋状パイプの回転が、上記ピストンロッドの並進運動を生じさせ、上記シリンジ本体部は上記基部に取り付けられており、上記モーターは上記制御手段（３）によって制御されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の分配システム。
8. 複数の卵の内部に物質を注入することが可能な複数の注入器を含む注入ヘッドを備える卵注入デバイスであって、上記注入器に物質の投与量を分配するために、少なくとも１つの請求項１から７の何れか１項に記載の分配システムを備えることを特徴とする卵注入デバイス。
9. 各供給管（５）は、それぞれ１つの注入器のみに接続されることを特徴とする請求項８に記載の注入デバイス。
10. 複数の分配システムを備えることを特徴とする請求項８または９に記載のデバイス。
11. 上記分配システムは、上記注入ヘッドを有する上記注入デバイスの固定シャシーに取り付けられ、また、卵を搬送するためのコンベアの上方に配置されることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載のデバイス。
12. 上記制御手段は、物質の同一又は異なる何れかの投与量を上記注入器に個別に供給するために、上記作動手段（２０）及び上記バルブシステム（６）を制御することが可能であり、当該投与量は、上記注入器の下方に存在する各卵の特徴、及び／又は、上記注入器の下方における、注入する又は注入しない卵の存在に応じて、注入器ごとに調節されることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載のデバイス。

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