(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小重力環境で水棲生物を飼育するための水槽であって、同水槽内において気液界面を形成させたい側に、気液界面を内部に形成させる深さを持つ複数個の空気保持空間を有する気相安定器を設け、同気相安定器及び同気相安定器側の水槽内面を疎水性の表面とし、同水槽内で飼育される水棲生物が前記気相安定器内に保持されている気相から空気の搾取行動を行える構成としたことを特徴とする微小重力環境用飼育水槽。
【請求項２】
前記気相安定器の空気保持空間が格子構造によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微小重力環境用飼育水槽。
【請求項３】
前記格子構造を１０〜３０ｍｍの寸法間隔に構成したことを特徴とする請求項２に記載の微小重力環境用飼育水槽。
【請求項４】
前記水槽がポリカーボネイト製であり、前記格子構造は少なくともその表面をテフロン（登録商標）で構成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の微小重力環境用飼育水槽。
【請求項５】
前記気相安定器を前記水槽の照明側である内面に取り付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の微小重力環境用飼育水槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宇宙空間などの微小重力環境において水槽内に安定した気液界面を保持して水棲生物を飼育することができるようにした微小重力環境用飼育水槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水槽内で水棲生物を飼育して宇宙実験を行う場合、小型魚類の稚魚の場合には浮き袋を膨らますため、また、ツメガエルのような水棲の両生類の場合は肺呼吸のために水槽内に気相を安定して保持させることが必要とされる。
【０００３】
しかしながら、微小重力環境では水槽内の気相は表面張力と水槽内流れにより支配され、一般的には水槽内で気相は真球状になる。一方、地上では、水面は常に上方にあるため、水棲生物は気相を得るために水面に浮かんで空気を摂取するように馴染んでいる。
【０００４】
水槽内の真球状の気相が、生物の空気摂取行動に対して問題となるか否かは、これまでの宇宙実験では十分明らかにはなっていないが、微小重力環境下で気相の位置、すなわち気液界面を照明側に固定できれば、生物は光の情報により気液界面を認識して空気摂取を行うようになると期待されている。
したがって、微小重力環境では水槽内の一定位置に気液界面を固定することが望まれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４３８０８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２３６６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微小重力環境において、気液界面を水槽内の一定方向に固定して保持させることを可能にした微小重力環境用の水棲生物飼育水槽を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、微小重力環境で水棲生物を飼育するための水槽において気液界面を形成させたい側に、気液界面を内部に形成させる深さを持つ複数個の空気保持空間を有する気相安定器を設け、同気相安定器及び同気相安定器側の水槽内面を疎水性の表面とし、同水槽内で飼育される水棲生物が前記気相安定器内に保持されている気相から空気の搾取行動を行える構成をもつ微小重力環境用飼育水槽を提供する。
【０００８】
本発明のこの微小重力環境用飼育水槽では、気液界面を形成させたい側に、気液界面を内部に形成させる深さを持つ複数個の空気保持空間を有する気相安定器を設けてあり、その気相安定器と同気相安定器側の水槽内面を疎水性の表面としてあるので、その水に濡れ性の悪い表面を持つ空気保持空間に空気を入れておくと、その気相安定器には、気液界面が保持され、その気相を使って飼育水棲生物が浮袋を膨らましたり、肺呼吸を行うことができる。
【０００９】
本発明の微小重力環境用飼育水槽における複数個の空気保持空間を有する気相安定器は、適宜の幅を持ち水槽の内面よりも水に濡れ性の悪い表面を持つ板材で構成した格子構造とすることができ、これによって、構造が簡単で、製造が容易な気相安定器とすることができる。
【００１０】
この場合の格子構造としては、１０〜３０ｍｍの寸法間隔を持つものにすると、その格子間に安定した気相を保持することができるので、その格子構造の部分に気液界面が良好に保持できる気相安定器となって好ましい。
【００１１】
また、本発明による微小重力環境用飼育水槽では、水槽をポリカーボネイト製とし、その格子構造を少なくともその表面がテフロン（登録商標）で構成されているものとすることができる。
【００１２】
本発明の微小重力環境用飼育水槽においては、前記した気相安定器を前記水槽の照明側である内面に取り付けると、気液界面の方向を地上と同様に照明側に安定した気液界面を形成できるので、水槽内の水棲生物がその気液界面に対して良好に馴染むことができて好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による微小重力環境用飼育水槽を図１に示した実施の一形態に基づいて具体的に説明する。
図１に示した本発明の実施の一形態による微小重力環境用飼育水槽１は、ポリカーボネイト製で、上面が蓋部材２で閉じられて閉鎖水槽を構成している。
【００１４】
蓋部材２の内面には気相安定器（エアスタビライザ）３が取り付けられている。気相安定器３は、少なくとも水槽１内の水と接触する表面が、飼育水槽１を構成する材料（ポリカーボネイト）よりも水に対し濡れ性の悪い（疎水性の）材料（例えばテフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ等）で造られていて、（ａ）図に見られるように格子構造としてあり、この格子構造と蓋部材２で囲まれた各空間が、気相安定器３における空気保持空間を形成する。
【００１５】
格子構造の寸法間隔Ｌは、ツメガエルの幼生の場合、１７．５ｍｍ、及び３５ｍｍの２種類とした。また、格子の深さＤは１０ｍｍとしたが、これらの寸法は、水槽１内で飼育する水棲生物の種類や大きさに応じて所望の値のものを選定し、所望の大きさの空気保持空間を形成すべきことはいうまでもない。
４はエアポートで、水槽１内に空気又は酸素含有ガスを供給し、格子構造をもつ気相安定器３に気相を注入するために使用する。
【００１６】
図１には１７．５ｍｍ格子の気相安定器を装着した試験用水槽の図面を示す。空気又は酸素含有ガスを気相安定器に充填する場合、全域に空気又は酸素含有ガスを充填できるように格子の高さ１０ｍｍの上部３ｍｍ程度には格子による仕切り間を連通させて完全な気相が形成されるようにしている。この気相部分の水槽上部内面には疎水性材料のＰＦＡフィルムを貼り付けている。
【００１７】
本発明者らは、このような気相安定器３を備えた微小重力環境用飼育水槽１を使って航空機実験による微小重力環境での機能検証を実施した。航空機実験では図示した気相安定器３の他に数種類の気液界面保持機構について試験されたが、その中で実現性のあるものは図示した格子状の気相安定器（エアスタビライザー）を水槽上部に設けるものであることが判った。
【００１８】
この水槽に対する航空機実験では水槽内に生物を収納せず、気液界面の保持状況のみを確認した。航空機実験では完全な微小重力環境ではなく、或る程度の外乱（ｇ−ジッター）を伴うが、その場合でも１７．５ｍｍの寸法間隔をもつ格子では十分に安定な気液界面保持が確認できた。
また、３５ｍｍの寸法間隔をもつ格子の場合は、１７．５ｍｍの寸法間隔をもつ格子と比較すると、当然ながらｇ−ジッターに対する気相の揺れが大きくなる傾向が見られたが、この格子構造の気相安定器による気液界面の保持は可能であった。
【００１９】
この格子間寸法はその水槽を使用して飼育する生物サイズに応じて選択されるべきものであるが、微小重力環境で水槽内で飼育することが予想される生物種と気相安定器３の製作性を考慮すれば、気相安定器における格子間寸法は１０〜３０ｍｍという範囲が実用範囲と思われる。
また、この航空機実験では実際に生物飼育可能な水槽にツメガエルを収納し気相安定器３の有無による生物挙動も確認している。
【００２０】
図２〜４には気相安定器３を設けた本発明による微小重力環境用飼育水槽の場合のツメガエルの様子を示し、図５及び図６は気相安定器３が無い、本発明によらない場合の水槽の様子を示している。
【００２１】
以上、本発明を実施の一形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で種々の変更、変形を加えてよいことはいうまでもない。
【００２２】
例えば、前記した実施の形態では、水槽１をポリカーボネイト製とし、気相安定器３の格子構造の少なくとも水槽１内の水と接触する表面をテフロン（登録商標）製としているが、水槽と格子構造の材質はこれに限らず、格子構造が水槽１の内面材料よりも水に濡れ性の悪い（疎水性の）表面を有するものであれば適宜の材料の組み合わせを選定してよい。
【００２３】
また、前記した実施の形態による微小重力環境用飼育水槽１の気相安定器３では、格子構造によって複数個の空気保持空間を形成させているが、要は、水槽において気液界面を形成させたい側に、水槽の内面よりも水に濡れ性の悪い表面を持つ複数個の空気保持空間を形成させるものであれば格子構造に限らず適宜のものを採用してよい。例えば、所定深さの複数個の空気保持空間となる穴を適宜形成した構造のものであってよい。
【００２４】
更にまた、前記した実施の形態による微小重力環境用飼育水槽では、その気相安定器３を水槽１の上側に配設したものを示しているが、微小重力環境下では上下は関係がないので、気相安定器３を配設するのは、水槽内において気液界面を形成させたい適宜の側であってよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明は、微小重力環境で水棲生物を飼育するための水槽において、気液界面を形成させたい側に、気液界面を内部に形成させる深さを持つ複数個の空気保持空間を有する気相安定器を設け、同気相安定器及び同気相安定器側の水槽内面を疎水性の表面とし、同水槽内で飼育される水棲生物が前記気相安定器内に保持されている気相から空気の搾取行動を行える構成をもつ微小重力環境用飼育水槽を提供する。
【００２６】
本発明のこの微小重力環境用飼育水槽によれば、気液界面を形成させたい側に、同水槽の内面よりも疎水性で水に濡れ性が悪い表面を持ち気液界面を内部に形成させる深さを持つ複数個の空気保持空間を有する気相安定器を設けてあり、その気相安定器側の水槽内面も疎水性の表面としてあるので、その疎水性で水に濡れ性が悪い表面を持つ複数個の空気保持空間に気液界面を保持できる。
【００２７】
本発明の微小重力環境用飼育水槽における複数個の空気保持空間を有する気相安定器を、適宜の幅を持ち水槽の内面よりも水に濡れ性の悪い表面を持つ板材で構成した格子構造としたものでは、構造が簡単で、製造が容易である。
【００２８】
本発明の微小重力環境用飼育水槽において、疎水性の内面をもつ格子構造を、１０〜３０ｍｍの寸法間隔を持つものにしたものでは、その格子構造の部分に安定した気液界面が良好に保持できる。
【００２９】
また、本発明による微小重力環境用飼育水槽において、水槽をポリカーボネイト製とし、その格子構造の少なくともその表面をテフロン（登録商標）で構成すると、特別の材料を使用することなく所期の気液界面保持機能を持つ微小重力環境用飼育水槽を提供できる。
【００３０】
本発明の微小重力環境用飼育水槽において、その気相安定器を前記水槽の照明側である内面に取り付け、その照明側の水槽内面も水に濡れ性の悪い疎水性としたものでは、気液界面の方向を地上と同様、照明側に形成できるので、水槽内の水棲生物がその気液界面に対して良好に馴染むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による微小重力環境用飼育水槽を示す図面で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。
【図２】本発明による微小重力環境用飼育水槽内における水棲生物の飼育状態を示す写真。
【図３】本発明による微小重力環境用飼育水槽内における水棲生物の他の飼育状態を示す写真。
【図４】本発明による微小重力環境用飼育水槽内における水棲生物の更に他の飼育状態を示す写真。
【図５】本発明によらない飼育水槽内における水棲生物の飼育状態を示す写真。
【図６】本発明によらない飼育水槽内における水棲生物の他の飼育状態を示す写真。
【符号の説明】
１      微小重力環境用飼育水槽
２      蓋部材
３      気相安定器
４      エアポート
Ｄ      格子の深さ
Ｌ      格子構造の寸法間隔
【図１】
0003702327.tif 000002
【図２】
0003702327.tif 000003
【図３】
0003702327.tif 000004
【図４】
0003702327.tif 000005
【図５】
0003702327.tif 000006
【図６】
0003702327.tif 000007