JP6432953B2

JP6432953B2 - 動物用体重計

Info

Publication number: JP6432953B2
Application number: JP2017513930A
Authority: JP
Inventors: 直人出雲; 健井原; 俊介笠松
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Co Ltd
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: WO2016170675A1; JPWO2016170675A1; US20180103617A1; US10765090B2

Description

この発明は、動物実験に使用される動物用体重計に関するものである。

マウスやラット等の実験用動物は、環境を管理された専用の飼育容器で飼育されている。動物実験が始まると、薬剤や毒物の投与による影響を観察するために、動物の体重を継続的に測定することが行われる。これには、現在まで単純に、飼育容器から動物を取り出し計量器に載せて測定する方法が採用されているが、手間やコスト面に加え、実験者が動物に触れることにより実験者と動物相互に感染症や危険物質と接触するという危険性と、人との接触により動物側の受けるストレスの問題があり、動物の体重測定を自動化したいというニーズがある。

これに対し、例えば特許文献１および２では、飼育容器を計量器上に自動昇降可能に構成した装置により、動物に触れることなく動物の体重測定を行なっている。

特開平１１−３３７３８９号公報特開２００２−３６００９７号公報

しかし、特許文献１および２のような装置では、装置設備が大掛かりとなり、実験コスト増を招く。

本発明の目的は、簡易な構成で、自動で動物の体重を連続して長時間測定する動物用体重計を提供し、動物の体重変化や動物の運動量および活性評価を含む行動評価方法を確立することにある。

上記課題を解決するために、本発明の動物用体重計は、実験用動物の飼育容器と、質量センサに支持された計量皿を有する計量器と、を備え、前記計量皿を前記飼育容器の飼育空間内に配置し、前記質量センサを前記飼育空間の内または外に配置する。

本発明のある態様の動物用体重計は、前記計量器は前記計量皿を支持するための皿支柱を備え、前記飼育空間の底面は前記皿支柱を通す底面開口部を備え、前記皿支柱は前記飼育空間の底面から前記飼育空間内に突出し、前記計量皿を前記飼育空間内に配置する。

計量器の計量皿を飼育空間内に配置することで、容器内の動物が皿に載った時の計量値変化により、動物の体重変化や運動量をはじめとする活動状態を連続的に測定・記録することができる。また、動物の体重変化が自動で測定できるため、実験者は動物と接触することなく安全に動物の体重推移を測定でき、体重の変化や動物の運動状態などを飼育空間内で動物の飼育環境を継続したままの条件下で体重測定できるため、動物に新規のストレスを与えることなく実験を行える。また、動物容器を計量器上で昇降させる等の付帯装置は必要なく、計量皿を飼育空間に入れるという簡易な構成で、正確な動物の体重を時系列で測定できる。また、飼育空間外に質量センサを配置すれば、動物の排泄物などによる計量器本体の汚染を排除または低減できる。また、計量皿のみを清掃管理または計量皿を使い捨てにすれば、計量器まわりの清掃は不要となる。

上記態様において、前記皿支柱と前記底面開口部の間には、前記皿支柱を周方向に囲う周壁部が形成され、前記周壁部の外周は前記底面開口部と略一致するのも好ましい。飼育空間内の計量皿と質量センサの連結部となる皿支柱に周壁部を形成することで、皿支柱に飼育容器が接触干渉し計量値に影響を及ぼすのを防ぐことができる。また、周壁部の外周を底面開口部と嵌合状態とし略一致させることにより、飼育容器と計量器を位置決めすることができる。

上記態様において、前記周壁部と前記底面開口部の間には、環状にシール部材が配置されるのも好ましい。実験が開始されると、飼育空間は環境管理される空間となる。飼育空間外に計量器を配置した場合は、底面開口部まわりに隙間が生じ、設計された飼育空間内への空気の流入および流出を可能とする入口および出口とは異なる新たな空気の流路が生じるおそれがある。これに対し、上記構成において周壁部と底面開口部の間を環状にシール部材で密閉することで、環境管理された空気以外の空気の流入出を防ぐことができる。また、周壁部と底面開口部間に隙間があると、ここから餌や糞尿が漏れ計量器本体内へ侵入するおそれがあるが、上記シール部材により、計量器本体の汚染も防止することができる。

上記態様において、前記周壁部と前記皿支柱の間には、ダイアフラム状の第２のシール部材が配置されるのも好ましい。周壁部と皿支柱の間にも第２のシール部材を配置することで、上記の空気の流入出の問題と計量器本体内部への汚染拡散の問題を防止することができる。また、第２のシール部材にダイアフラム状のものを選択することで、皿支柱の移動に第２のシール部材が干渉することがなく、計量値への影響を低減できる。

上記態様において、前記周壁部の少なくとも基端部側は下方に向けて径が大きく形成されるのも好ましい。上記シール部材に加え、皿支柱の外周構造となる周壁部を傾斜させることで、計量器本体内への餌や糞尿漏れがより防止できる。

上記態様において、前記飼育容器は、飼育容器全体の重量を支える支持部材により支持されるのも好ましい。前記支持部材は、前記計量器を収容可能なケースであり、ケース上面に前記底面開口部と対応するケース穴を有することも好ましい。あるいは、前記支持部材は、前記計量器を配置した床面および／または前記計量器の本体上面に形成されるのも好ましい。これにより、飼育容器は、飼育容器全体の重量を支える支持部材により支持されるので、飼育容器そのものの重量をはじめ、餌や水、飼育材等の重量も全て支持部材が受けるため、計量皿に載ったもの以外の重さは計量されないように構成できる。

上記態様において、前記質量センサからの計量データは無線送信機により解析装置へ出力され、前記無線送信機は前記ケース側面に固定されるのも好ましい。

本発明の動物用体重計によれば、簡易な構成で、自動で動物の体重を測定することができる。

第１の実施形態に係る動物用体重計の構成図である。図１の縦断面図である。図１の周壁部を示す斜視図である。図１に第２のシール部材を配置した例を示す要部断面図である。図１の支持部材の変形例である。図１の支持部材の変形例である。第２の実施形態に係る動物用体重計の構成図である。第３の実施形態に係る動物用体重計の構成図である。図３の周壁部の変形例である。

次に、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本形態の動物用体重計１は、計量器２と、飼育容器３と、支持ケース４と、無線送信機５を有する。

図２に示すように、計量器２は、質量センサ２１を内蔵する本体ケース２２と、計量皿２３と、皿支柱２４と、周壁部２５を有する。

質量センサ２１は、電磁平衡式、歪ゲージ式、または静電容量式など、計量皿２３上に載ったものの計量データが得られるものであればよい。質量センサ２１は、実験対象となる動物の体重に応じたひょう量や最小表示（計量値の読み取り精度）、強度性能を備えるものが適宜選定されてよい。質量センサ２１の性能選定については、体重６０ｋｇの人間で静止状態で重心揺動が１〜１０ｇ発生し、計量値が安定しないことを考慮すれば、例えば体重３０ｇのマウスを対象とする場合は、６００００ｇ：１０ｇ＝３０ｇ：ｘｇから、ｘ＝５ｍｇであり、ひょう量３ｋｇ、最小表示１〜１０ｍｇの計量器の使用が適する、との選定が可能である。

皿支柱２４は、計量皿２３と質量センサ２１を連結する中空部材であり、質量センサ２１に固定され、質量センサ２１から上方に垂直方向に延びている。なお、計量皿と質量センサを連結するという意味で皿支柱に相当する部材は従来の計量器の構成においても見られるが、本形態の皿支柱２４は、計量皿２３を飼育容器３内に突出させるための所要の長さ（高さ）が設定されることが特徴である。

計量皿２３は、皿の下面中心位置に下方に突起する皿ボス２３１が形成されている。計量皿２３は、皿ボス２３１を皿支柱２４に挿入することにより、位置決めされるとともに、皿支柱２４によって下方支持される。

周壁部２５は、図３に示すように、垂直部２５１と水平部２５２を有する。垂直部２５１は、本体ケース２２から突出した皿支柱２４を周方向に囲う中空部である。水平部２５２は、垂直部２５１のベース部であり、本体ケース２２の上面または上面に設定されている凹部などに固定される。

次に、飼育容器３は、図２に示すように、空気の流入口３１、流出口３２、給餌部３３、給水部３４などを有する。本形態では、飼育容器３内の全体が飼育空間Ｓとなる。容器底面（飼育空間の底面）３５には、皿支柱２４および周壁部２５を通すための底面開口部３６が形成されている。底面開口部３６の形状（直径）は、周壁部２５の外径と略一致している。

これに加え、飼育容器３には環境管理された空気が流入出することに備え、周壁部２５の外周と底面開口部３６の内周に生じるおそれのある隙間を無くすために、環状のシール部材５１が配置される。シール部材５１は、ダイアフラムまたはＯリング等が使用されてよく、図２に示すように、飼育容器３内において、周壁部２５の外周を取り囲むように嵌めこまれる。

飼育容器３は、図１および図２に示すように、支持ケース（支持部材）４により下方支持されている。支持ケース４は、ベース部４３とケース部４４を有する。支持ケース４は、前方に開口部を有し、ここから計量器２の操作が可能である。ベース部４３には、高さ調節のための脚コマ４５が設けられている。ケース部４４の上面には、飼育容器３の底面開口部３６に対応する位置に、ケース穴４６が形成されている。ケース穴４６の形状（直径）は、シール部材５１により気密性が確保されているため、計量器２からの皿支柱２４および周壁部２５を通すことができればよく、周壁部２５の外径より大きくてもよい。ケース部４４の上面四隅には、飼育容器３を概略位置決めするための位置決め突起４７が形成されている。

支持ケース４には、無線送信機５が設置されている。質量センサ２１で検出された計量データは、計量器２内のＣＰＵにより計量値に変換され、ＲＳ-２３２Ｃケーブルを介して無線送信機５に出力され、無線によりパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）などの解析装置に出力される。解析装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する汎用のものでよい。解析装置は、計量器２から出力された計量値を継続的に記録する。

以上の動物用体重計１によれば、計量皿２３は飼育容器３（飼育空間Ｓ）内に配置され、質量センサ２１は飼育容器３（飼育空間Ｓ）外に配置される。また、飼育容器３は支持ケース４により支持されているため、飼育容器３そのものの重量をはじめ、餌や水、その他の飼育紙等の重量も全て支持ケース４が受けるため、計量皿２３に載ったもの以外の重さは計量されない。このため、飼育容器３内に配置された計量皿２３に動物が載った時の計量値変化により、動物の体重変化や運動量を連続的に測定・記録することができる。

この動物用体重計１を用いれば、動物の体重変化は自動で測定できるため、実験者は動物と接触することがなく、感染や汚染から安全である。また、動物の飼育環境を継続したまま体重測定できるため、動物に計量作業により発生するストレスを与えることなく実験を行える。なお、容器内の動物が計量皿２３に載った時の計量値変化により動物の体重を測定するため、動物が計量皿２３に載るように、飼育容器３を計量皿２３の近くに給餌部３３や給水部３４が設置されるように設計したり、計量皿２３と容器底面３５の段差を解消するための傾斜部またはステップ部を飼育容器３に形成または配置するように設計するのも好適である。

また、この動物用体重計１は、飼育容器３を昇降させる等の大掛かりな付帯装置は必要なく、計量皿２３を飼育容器３（飼育空間Ｓ）内に入れるという簡易な構成で、動物の体重測定が実現可能となる。

さらに、計量皿２３のみを清掃管理、または計量皿２３を使い捨てにすれば、計量器２まわりの清掃は不要となり、実験コストも低減できる。

また、飼育容器３の外（飼育空間Ｓの外）に質量センサ２１が配置されているので、計量器２の本体内（質量センサ２１等を含む本体ケース２２内）への汚染を排除または低減できる。

また、飼育容器３内の計量皿２３と質量センサ２１の連結部となる皿支柱２４に周壁部２５を形成することで、皿支柱２４に飼育容器３が接触干渉し計量値に影響を及ぼすのを防ぐことができる。また、周壁部２５の外周を底面開口部３６と略一致させることにより、飼育容器３と計量器２を位置決めすることができる。

また、実験が開始されると、飼育容器３内は、環境管理された空気が流入口３１から入れられ流出口３２から排出され、閉鎖空間とされる場合がある。本形態の動物用体重計１は、飼育容器３外に計量器２を配置するため底面開口部３６を設けており、この隙間が新たな空気流となるおそれがある。これに対し、周壁部２５と底面開口部３６の間はシール部材５１により環状に密閉することで、環境管理された空気以外の空気の流入出を防ぐことができる。また、底面開口部３６まわりに隙間があると、ここから餌や糞尿が漏れ、計量器２の本体内へ侵入するおそれがあるが、シール部材５１はこの汚染も防止できる。なお、計量器２本体が従来公知の防水構造となっているものを使用してもよい。

次に、周壁部２５まわりの好適な変形例を示す。図４に示すように、この場合の周壁部２５は、周壁部２５と皿支柱２４の間に、ダイアフラム状の第２のシール部材５２が環状配置される。シール部材５１により底面開口部３６への処理は対応されているが、厳密には、周壁部２５と皿支柱２４の間も密閉することが好ましい。そのため、周壁部２５と皿支柱２４の間にも第２のシール部材５２を配置することで、空気の流入出の問題と計量器２内汚染の問題を、より防止することができる。また、第２のシール部材５２にダイアフラム状のものを選択することで、荷重を受けた際の皿支柱２４の移動に第２のシール部材５２が干渉することがなく、計量値への影響を低減できる。

次に、支持部材の好適な変形例を示す。図５に示すように、飼育容器３は、支持台４１と、支持突起４２により、下方支持されている。支持台４１は、計量器２を配置した床面に配置され、飼育容器３を支持する。支持突起４２は、本体ケース２２の上面に形成され、飼育容器３を支持する。支持台４１と支持突起４２は、飼育容器３全体の重量を支えられれば、どちらか一方でもよい。また、支持台４１および支持突起４２の数、位置、強度等は、対象動物や実験態様に応じて任意に設計されてよい。支持突起４２は、本体ケース２２の上面に一体に形成されてもよいし、別部材として本体ケース２２の上面に固定されてもよい。または、支持台４１および支持突起４２は、図６に示すように、飼育容器３に一体に形成されてもよい。

（第２の実施形態）
本形態で、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号をもって説明を省略する。本形態の動物用体重計１は、図７に示すように、飼育容器３内に水平の仕切り板３７を追加し、計量器２の本体（質量センサ２１を含む本体ケース２２）は飼育容器３内に配置されている。本形態では、この仕切り板３７より上方が飼育空間Ｓとなり、仕切り板３７が飼育空間の底面となる。本形態の動物用体重計１は、計量皿２３を飼育空間Ｓ内に突出させるための所要の長さ（高さ）が設定された皿支柱２４と、皿支柱２４を周方向に囲う周壁部２５と、周壁部２５の外周を取り囲む環状のシール部材５１とを有する。仕切り板３７には底面開口部３６が形成され、仕切り板３７は支持突起４１および／または支持台４２によって下方支持されている。これにより、飼育空間Ｓ内に計量皿２３が配置され、飼育空間Ｓ外に質量センサ２１を含む本体ケース２２が配置される。仕切り板３７より下方の空間には、無線送信機５が設置されている。質量センサ２１で検出された計量データは、ＲＳ-２３２Ｃケーブルを介して無線送信機５に出力され、無線により解析装置に出力される。

このように、計量器２を飼育容器３内に配置しても、第１の実施形態と同様に、動物の体重変化が自動で測定できる。また、仕切り板３７より質量センサ２１を飼育空間Ｓから隔離すれば、第１の実施形態と同様に、計量器２本体内への汚染および空気の流入出の問題も防止できる。

（第３の実施形態）
本形態の動物用体重計１は、第２の実施形態のような仕切り板３７を使用しないで、計量器２の本体を飼育容器３内に配置した例である。本形態では、図８に示すように、計量皿２３および質量センサ２１を含む本体ケース２２が飼育空間Ｓ内に配置されている。本形態では、飼育空間Ｓに底面開口部３６は存在しないが、計量器２本体内への餌や糞尿漏れを防止するために、皿支柱２４を周方向に囲う周壁部２５と、周壁部２５の外周を取り囲む環状のシール部材５１とを配置するのが好ましい。さらに、質量センサ２１が飼育空間Ｓ内に配置されるので、周壁部２５と皿支柱２４の間に第２のシール部材５２を配置するのが好ましい。無線送信機５は、本体ケース２２内に設置され、無線により解析装置に出力されるのが好ましい。

このように、計量器２全体を飼育空間Ｓ内に配置した場合も、第１の実施形態と同様に、動物の体重変化が自動で測定できる。また、仕切り板３７を設けずに計量器２の本体を飼育空間Ｓ内に配置しても、計量器２本体内への餌や糞尿漏れの問題を防止すれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

次に、図５、図７の形態で有効な、周壁部２５の好適な変形例を示す。図９に示すように、この場合の周壁部２５は、垂直部２５１の基端部側に膨張部２５３を有する。膨張部２５３は、放物面状に、下方に向けて径が大きくなるように形成されている。このように、皿支柱２４を飼育容器３内に突出させ、上記のシール部材５１を配置することに加え、その外周構造となる周壁部２５を傾斜させることで、計量器２の本体への餌や糞尿漏れがより防止できる。また、膨張部２５３の上方部２５４の傾斜を緩やかに形成することで、上方部２５４でも飼育容器３の荷重を受けることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態および変形例を述べたが、これらは本発明の一例であり、各形態および各変形例を当業者の知識に基づいて組み合わせることも可能であり、そのような形態は本発明の範囲に含まれる。

１動物用体重計
２計量器
３飼育容器
４支持ケース（支持部材）
５無線送信機
２１質量センサ
２２本体ケース
２３計量皿
２４皿支柱
２５周壁部
３５容器底面（飼育空間の底面）
３６底面開口部
３７仕切り板（飼育空間の底面）
４１支持台（支持部材）
４２支持突起（支持部材）
４３ベース部（支持部材）
４４ケース部（支持部材）
５１シール部材
５２第２のシール部材
Ｓ飼育空間

Claims

実験用動物の飼育容器と、質量センサに支持された計量皿を有する計量器と、を備え、前記計量器は前記計量皿を支持するための皿支柱を備え、前記飼育容器の飼育空間の底面は前記皿支柱を通す底面開口部を備え、前記皿支柱を前記飼育空間の底面から前記飼育空間内に突出し、前記計量皿を前記飼育空間内に配置し、前記質量センサを前記飼育空間の外に配置することを特徴とする動物用体重計。
前記皿支柱と前記底面開口部の間には、前記皿支柱を周方向に囲う周壁部が形成され、前記周壁部の外周は前記底面開口部と略一致することを特徴とする請求項２に記載の動物用体重計。
前記周壁部と前記底面開口部の間には、環状にシール部材が配置されることを特徴とする請求項３に記載の動物用体重計。
前記周壁部と前記皿支柱の間には、ダイアフラム状の第２のシール部材が配置されることを特徴とする請求項４に記載の動物用体重計。
前記周壁部の少なくとも基端部側は下方に向けて径が大きく形成されたことを特徴とする請求項４に記載の動物用体重計。
前記飼育容器は、飼育容器全体の重量を支える支持部材により支持されることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の動物用体重計。
前記支持部材は、前記計量器を収容可能なケースであり、ケース上面に前記底面開口部と対応するケース穴を有することを特徴とする請求項７に記載の動物用体重計。
前記支持部材は、前記計量器を配置した床面および／または前記計量器の本体上面に形成されることを特徴とする請求項７に記載の動物用体重計。
前記質量センサからの計量データは無線送信機により解析装置へ出力され、前記無線送信機は前記ケース側面に固定されることを特徴とする請求項８に記載の動物用体重計。