JPH08191684A - 個別温度調整庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる温度条件の試験等の同時進行ができ、
温度の立ち上がりが早く、高精度の温度調整が簡便にで
き、安定した温度環境が保て、小型簡便で且つ高性能な
個別温度調整庫（特に培養器）を提供する。 【構成】 箱体１と、該箱体内に配置され且つ複数の被
検物充填容器７を収容する複数の熱伝導性材質製収容容
器２と、各収容容器を加熱する各加熱手段（収容容器に
取り付けられる可撓性面状発熱体）３と、各収容容器に
取着される各温度センサ４と、各加熱手段及び各温度セ
ンサに電気的に接続され且つ所望の設定温度になるよう
に個別的に温度制御ができる制御回路５とを備える。面
状発熱体３は樹脂製若しくはゴム製の基材層３１とこの
上に形成される発熱パターン層３２を備える。この複数
の収容容器２と加熱手段３と温度センサ４とにより一ユ
ニットを構成し、該ユニットの１以上が箱体１内に収納
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、個別温度調整庫に関
し、更に詳しくは、異なる温度条件の試験等の同時進行
ができ、温度の立ち上がりが早く、高精度の温度調整が
簡便にでき、安定した温度環境が保て、小型簡便で且つ
高性能な個別温度調整庫に関する。特に、本発明は、異
温度にて培養若しくは反応させた後分析したり、異温度
下に保持した後所定物性等を分析したりする場合等に用
いられる庫（容器）に利用される。

【０００２】

【従来の技術】細菌類の研究又は温度に対する反応性及
び物性の影響を調べるための試験等において、被検物を
所定の温度環境に一定時間（又は期間）保つ必要性は多
く存在する。このための装置としては、恒温恒湿槽、温
水循環式培養槽及び簡易な恒温ケース等が使用されてい
る。

【０００３】上記恒温恒湿槽８は、図６に示すように、
本体外函８１、収容庫８２、収容庫の前面側の開口部８
３、内扉８４及び外扉８５を備え、この内扉８４及び外
扉８５は、開口部８３を閉塞するために、それぞれ開閉
自在に本体外函８１に取り付けられている。ウォータジ
ャケット８６は、収容庫８２を包み込むようにして本体
外函８１内に形成されている。更に、ヒーター８７、庫
内温度センサー８８、水温センサー８９、入力手段８９
ａ及び制御装置８９ｂを備え、入力手段８９ａにより指
定された設定温度と庫内温度センサ８８及び水温センサ
８９の出力信号に基づき、制御装置８９ｂがヒーター８
７の駆動制御をすることにより、庫内温度が設定温度に
等しくなるように調整される。尚、他の恒温恒湿槽とし
ては、上記のウォータージャケットの部分を空気層に置
き替え、ファンにより温度調節を行う空気循環方式のも
のもある。

【０００４】上記温水循環式培養槽９は、図７に示すよ
うに、培養槽９１、温水を培養槽９１へ送り込む循環ポ
ンプ９２及び三方自動調整弁９３を備え、培養槽温度調
節計９５の制御出力信号により培養槽９１へ流入する温
水量を制御する。更に、培養槽内温度検出器９４、培養
槽温度調節計９５、温水を貯蔵する温水槽９６、加熱ヒ
ーター９７、冷却水供給用の冷却水弁９８、温水槽内温
度検出器９９及び温度調節計９９ａを備え、温水槽温度
調節計９９ａの制御出力信号により加熱、冷却を行う。

【０００５】上記恒温ケース１０は、図８に示すよう
に、本体外函１０１及び内函１０２を備え、空間部１０
３で内函１０２と本体外函１０１により密閉空間となっ
ている。更に、前扉１０４及び収容庫１０５を備え、前
扉１０４を閉じることにより外気と遮断される。更に、
ヒーター１０６、循環ファン１０７、温度センサー１０
８及び温度調節装置１０９を備え、温度センサー１０８
の出力信号に基づき、温度調節装置１０９がヒーター１
０６の駆動制御をして温度調節をするとともに、循環フ
ァン１０７が収容庫１０５を包んでいる空気を循環させ
て全体が均一な温度となるようにする。尚、他の恒温ケ
ースとしては、上記の空間部と循環ファンを無くし、収
容庫の底面、背面、側面の何れか（又は複数）にヒータ
ーを貼付した構成のものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の３
つの恒温槽等については、いずれも以下に示すような問
題点がある。 （１）収容庫全体を所定温度にするための予熱時間が、
事前に長時間必要である。即ち、培養ビン等の周囲に空
気の対流余地を必要とするため、収容庫全体の容積は培
養ビン等の容積に比し３〜５倍の広さを必要とする。そ
の全体を一定温度に至らせるための予熱時間が必要であ
る。更に、収容庫を所定温度にするには、先ずそれを含
む水又は空気の温度を制御し、二次的に収容庫を安定温
度にする段階をたどる。また、扉の開閉等による温度影
響を少なくするために、外周の水又は空気の熱容量を収
容庫に比べ十分大きくしているため、予熱のための準備
時間は数時間を要するのが一般的である。

【０００７】（２）１つの恒温装置で同時に異なる温度
条件の培養・反応等を並行して実施することは極めて困
難である。即ち、収容庫全体を一定温度にする構造であ
り、１つの恒温装置で同時に異なる温度条件の培養・反
応等を並行して実施することはできない。従って、温度
条件を何段階かに変えた時の差異を同時進行させて比較
したい場合には、同様な恒温装置を複数個用意する必要
がある。

【０００８】（３）装置が大きく、培養・反応等の試験
結果を出すまでに時間がかかる。例えば、耳鼻咽喉科や
歯科等の担当医が患者から体液・組織の一部等を採取
し、その場で短時間の培養をして病菌の状況等を早く診
断したいと考えても、現状の培養器では迅速に結果を出
すことができない。また、１装置にて同時に温度条件を
変えた試験を行うことができないので、１装置でこの試
験を行うとすれば、各設定温度に保持する試験を複数
回、繰り返して行うこととなるので、その試験に時間が
かかる。本発明は、異なる温度条件の試験等の同時進行
ができ、温度の立ち上がりが早く、高精度の温度調整が
簡便にでき、安定した温度環境が保て、小型簡便で且つ
高性能な個別温度調整庫を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の個別温度調整庫
は、箱体１と、該箱体内に配置され且つ複数の被検物若
しくは被検物充填容器を収容する複数の収容容器２と、
該各収容容器を加熱する各加熱手段３と、該各収容容器
に装着される各温度センサ４と、該各加熱手段及び該各
温度センサに電気的に接続され且つ所望の設定温度にな
るように個別的に温度制御ができる制御回路５と、を備
え、上記収容容器２は熱伝導性材質からなり、上記加熱
手段３は、該収容容器に取り付けられる可撓性面状発熱
体からなり、該面状発熱体は樹脂製若しくはゴム製の基
材層３１と該基材層上に形成される発熱パターン層３２
を備え、上記複数の収容容器と上記複数の加熱手段と上
記複数の温度センサとにより一ユニットを構成し、該ユ
ニットの１以上が上記箱体内に収納されることを特徴と
する。

【００１０】上記可撓性面状発熱体を取り付ける場所
は、通常は、上記収容容器の外側周表面であるが、これ
に限定されず、この収容容器の底面、又は蓋を取着する
場合はその蓋に、更にはそれらの２か所以上に取り付け
てもよい。更に、この取付け場所は、この収容容器の外
側に限定されず、内周面に取り付けてもよい。更に、こ
の可撓性面状発熱体の構成は、所定の基材層３１と発熱
パターン層３２とを備えればよく、内側に（基材の反対
側に）接着層を予め備える面状発熱体としてもよい。更
に、この面状発熱体を接着剤にて取り付ける場合にも、
この接着剤層はこの面状発熱体の全面でもよいし、その
一部、例えば外周縁側のみでもよい。上記個別温度調整
型容器は培養器として用いることができる。

【００１１】

【作用及び発明の効果】本発明の個別温度調整庫は、使
用する各被検物若しくは被検物充填容器（「被検物等」
ともいう。）を各々の収容容器に収容させて、しかもこ
の各々に面状発熱体を装着しているので、直接被検物を
加熱できるとともに、加熱効率も優れる。また、この各
面状発熱体を個別に温度制御できる制御回路を備えるの
で、個別に温度制御できる。従って、本個別温度調整庫
を用いれば、温度の立ち上がりが早く、高精度の温度調
整を簡便に行うことができ、しかも、異なる温度条件の
試験等の同時進行ができる。しかもその構成をコンパク
トにすることもできる。また、温度偏差が微少で、高精
度の温度調整を簡便に行うことができ、電力ロス及び時
間の無駄が省ける。更に、且つ収容容器の温度を個別に
制御するので、隣接個所の被検物等の出し入れの影響を
受けず、そのため、常に安定した温度環境が保てる。

【００１２】以上より、本個別温度調整庫によれば、異
温度にて培養させたり、反応させたりしてその後の培養
物若しくは反応物を分析したり、更に、異温度下に保持
した後所定物性等を分析したりする場合等に極めて有用
である。更に、装置全体の容積を小さくでき、温度に対
する影響を調べる試験を簡易迅速に行うことが必要な場
合には極めて有用であり、更に、部分温度管理による部
分発熱のため、消費電力の大幅削減ができる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により、本発明を図１〜４に基
づいて具体的に説明する。本実施例の個別温度調整庫
は、培養器として利用されるものであり、この培養器
は、箱体１と、９個の収容容器２と、各加熱手段３と、
各温度センサ４と、制御回路５とからなる。即ち、収容
容器２、加熱手段３及び温度センサ４の組付体が９組あ
り、しかもこの９組の１ユニットが、箱体１内に収容さ
れている。

【００１４】上記箱体（約１００×１２０×１００ｍ
ｍ）１は、培養ビン７を収容する収容容器２を収納する
収納函（約１００×１２０×８０ｍｍ）１１と上蓋１２
とからなる。この上蓋１２は収納函１１に開閉自在に取
り付けられ、培養ビン７の出し入れ時以外には外気との
遮断の働きをする。これらは、アクリル樹脂、ポリプロ
ピレン等からなり、しかも特別な断熱材を使用していな
い。また、全体の大きさは、全ての収容容器を収容で
き、且つ作業に支障のない範囲の最小限の大きさとなっ
ているが、この大きさに限定されるものではない。尚、
特別な断熱材を使用することもできるし、他の樹脂製又
は金属製とすることもできる。また、培養ビンの代わり
に、シャーレのような培養容器とすることもでき、この
場合には、この大きさ及び形状に合致した大きさ及び形
状の収容容器を用いることとなる。このように平ぺった
いものでは、底面側に加熱手段を備えるのが好ましい。

【００１５】上記収容容器２は、例えば被検物収容可能
な培養ビン（被検物が固体の場合若しくは形態物の場合
には、このまま使用してもよい。）７を収容できる大き
さ及び形状であればよく、例えば、図１及び２に示すよ
うに、円筒状のものとすることができる。この場合、図
示するように、上端開放でもよいし、上蓋を取り付けら
れるようにしてもよい。この収容容器２は、培養ビン７
の外径（約１８ｍｍφ）より少し大きな内径で薄肉（例
えば、約０．５〜１ｍｍ）の金属製（例えばアルミウム
製）であり、熱伝導性に優れたものである。尚、培養ビ
ン７の中に採取した菌・細胞又は組織の小部分を入れて
培養試験をする。

【００１６】上記加熱手段としては、面状発熱体３を用
いる。この面状発熱体３は、収容容器、ひいてはこの中
に収容、充填若しくは配置される被検物（液体、固体若
しくは形態物等を問わない。）を加熱する。そして、こ
の面状発熱体３は、シリコーン膜基材３１の片面にステ
ンレス箔（発熱パターン層）３２が接着され、可撓性に
優れたものである。この面状発熱体３が、収容容器２の
外周を取り囲むように、接着層（絶縁層）３３を介し
て、このシリコーン膜基材３１が外側に且つ密着するよ
うに、その全面が接着されている。この発熱パターンは
図３に示される。この発熱パターン層３２は、エッチン
グ等の手法により形成される。このパターンは、図３に
示すパターンに特に限定されず、所要発熱量が得られる
ように計算された幅と長さのパターン構成となっていれ
ばよい。

【００１７】上記温度センサ（温度検知サーミスタ）４
は、各収容容器に装着される。本例では、収容容器２の
底面に密接して装着されている。尚、この装着場所はこ
れに限定されず、側周側でもよいし、収容容器の内面側
でもよい。

【００１８】上記制御回路５は、各面状発熱体３及び各
温度センサ４に、各々、電気的に接続されており、即
ち、収容容器２、加熱手段３及び温度センサ４の組付体
が９組あり、その各々に独立した１系統の電子制御回路
５_1-9 が接続されている。これにより、所望の設定温度
になるように個別的に温度制御ができるようになってい
る。この制御回路の１系統を図４に示す。図１中、５は
電子回路基板で、９系統の電子制御回路５_1-9 が１枚の
プリント基板に納められている。６は電源回路を示す。
この電子制御回路５により、温度センサ４で感知した温
度が所定の設定温度より低い場合には、面状発熱体３に
電流を供給し、所定温度より高い場合には面状発熱体３
への電流を遮断するように動作する。これにより収容容
器２の温度は設定温度に保たれる。図４中、５１は温度
調節器で、電子制御回路５に含まれており、これにより
設定温度を任意に変えることが可能である。

【００１９】本実施例に係る個別温度調整庫において
は、各培養ビン毎に各収容容器を設け、各々に面状発熱
体を密接装着しているので、個別に制御して温度調整が
できる。従って、必要最小限の部分の加熱ですむため、
温度の立ち上がりが非常に早い。例えば、冷蔵庫で保冷
（５〜８℃）したものを体温と同じ３７℃にする場合、
５分以内で到達し安定させることができる。また、温度
偏差が微少（本実施例では±０．２℃以内）で、高精度
の温度調整を簡便に行うことができ、電力ロス及び時間
の無駄が省ける。更に、個別に制御するため、隣接個所
の培養ビンの出し入れの影響を受けず、常に安定した温
度環境を保つことができる。

【００２０】また、異なる温度条件の培養試験を、１つ
の容器の中で並行して同時進行させることができる。例
えば、同種サンプルを、それぞれ４０℃、５０℃、６０
℃等の異なる温度条件下で、所定時間（例えば一定時
間）培養させて、比較試験を同時に行うことができる。
従来では複数の恒温槽を同時に使うため、装置コスト及
び多くの場所を必要とし、また、１つの装置で行う場合
には、１試験ずつ順次行うため、時間がかかるととも
に、同時比較試験ができなかった。更に、一定時間毎に
抜き取ったサンプルを、順次、３０℃→４０℃→５０℃
→４０℃→３０℃等のサイクルテストして評価したい場
合にも、各々同時に所定温度に設定できるので、従来と
比べて、迅速な評価ができる。また、装置全体の容積が
小さくでき、更に、部分温度管理による部分発熱のた
め、消費電力の大幅削減ができる。

【００２１】以上より、本培養器は、耳鼻咽喉科や歯科
等の専門担当医が、患者から採取した鼻汁・痰・唾液・
歯垢等を定温で定時間培養した後、病菌の有無や状況を
自ら確認・診断して適切な処置をするために最適な、小
型簡便で且つ高性能なものである。

【００２２】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、制御回路の接続は、必ずしも収容容器１個で１ユニ
ットに限定する必要はなく、例えば縦又は横列に、複数
ユニットを組み合わせた構成とすることができる。例え
ば、図５に示すように収容容器及び面状発熱体及び温度
センサ３個づづ（２-1〜3 及び３-1〜3 及び４-1〜3 、
２-4〜6 及び３-4〜6 及び４-4〜6 、２-7〜9 及び３-7
〜9 及び４-7〜9 ）を１ブロックとし、その各々に１ユ
ニットの制御回路（５-1、５-2、５-3）を接続してブロ
ック毎に同一温度に制御する構成としてもよい。もちろ
ん、その数の組み合わせの設定は限定されない。更に、
配置についても並置に限定されず、積層配置することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る個別温度調整庫の全体斜視図であ
る。

【図２】実施例において用いた収容容器及び面状発熱体
を示す説明断面図である。

【図３】実施例において使用した面状発熱体の発熱体パ
ターンを示す説明図である。

【図４】実施例において使用した制御回路の１系統を示
す説明図である。

【図５】別の実施例における接続系統を示す説明図であ
る。

【図６】従来の恒温恒湿槽の説明断面図である。

【図７】従来の温水循環式培養槽の説明図である。

【図８】従来の恒温ケースの説明断面図である。

【符号の説明】

１；箱体、１１；収納函、１２；上蓋２、収容容器、
３；加熱手段（面状発熱体）、３１；シリコーン膜基
材、３２；ステンレス箔、３３；絶縁層（接着層）、
４；温度センサ、５；制御回路、６；電源回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱体１と、該箱体内に配置され且つ複数
   の被検物若しくは被検物充填容器を収容する複数の収容
   容器２と、該各収容容器を加熱する各加熱手段３と、該
   各収容容器に装着される各温度センサ４と、該各加熱手
   段及び該各温度センサに電気的に接続され且つ所望の設
   定温度になるように個別的に温度制御ができる制御回路
   ５と、を備え、 上記収容容器２は熱伝導性材質からなり、上記加熱手段
   ３は、該収容容器に取り付けられる可撓性面状発熱体か
   らなり、該面状発熱体は樹脂製若しくはゴム製の基材層
   ３１と該基材層上に形成される発熱パターン層３２を備
   え、 上記複数の収容容器と上記複数の加熱手段と上記複数の
   温度センサとにより一ユニットを構成し、該ユニットの
   １以上が上記箱体内に収納されることを特徴とする個別
   温度調整型容器。
2. 【請求項２】 上記個別温度調整型容器は培養器として
   使用される請求項１記載の個別温度調整庫。