(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックに複数段の棚を設け、各棚毎に複数列のケージを取り外し可能に設けてなる飼育装置であって、各ケージ内には動物を支持する床網を配置するとともに、ケージ列の下方にベルトコンベアを配置し、該ベルトコンベアのベルトがケージ列の各ケージ下面と接触、非接触自在に構成したことを特徴とする実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【請求項２】
前記ベルトコンベアは上下方向に移動することにより、該ベルトコンベアのベルトがケージ列の各ケージ下面と接触、非接触自在に構成したことを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【請求項３】
前記各ケージへの給気及び排気用ダクトは、鉛直方向に配設された複数本の分岐管と、各分岐管から水平方向に配設されて各ケージと接続する枝管とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【請求項４】
前記給気及び排気用ダクトの一部を開閉可能または取外し可能に構成したことを特徴とする請求項３記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【請求項５】
前記ケージ内の飼育実験動物の微生物等感染モニタリング手段を備えることを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【請求項６】
前記各ケージは底面が空いており、前記ベルトコンベアのベルトが各ケージ底面を塞ぐようにして接触自在に構成したことを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マウス、ラット、モルモット、ウサギ等の実験動物の飼育装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子操作の実験や細菌、ウィルスなどを植え付けて感染を生じる実験などの分野では、実験動物が飼育・管理されている。そこでは、実験動物の飼育・管理のために必要な飼育装置などの施設が設置されているほかに、実験動物の正常な飼育のために多くの人手を要して日常管理されている。
たとえば、衛生面を管理する上で床敷き材の交換は重要且つ必須作業であるが、従来から床敷き材の交換は手作業によって行われていた。しかしながら、実験用の飼育室は通常は多数に上り、その床敷きの交換作業のために多くの人手を要していた。したがって、この飼育室の床敷きの交換作業を出来れば人手を用いずに自動的に行われることが関係者間では熱望されていた。
なお、既存の、例えば米国特許第5,165,362号に開示されたマイクロアイソレーション装置においても、床敷き材の交換はケージ毎に手作業によらざるを得なかった。
また、各ケージに均等に給気及び排気を行うとともに、飼育動物を有害微生物等感染から守るため、給気及び排気用ダクトの内部の洗浄を容易に行えることが望まれていた。
さらには、ケージ内の飼育動物の有害微生物等感染を速やかに検知するモニタリングを常時行うことが望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、実験動物用飼育装置において、多数の人の手作業による床敷きの交換作業をなくし、自動交換できるようにすることで従来の床敷き交換の困難を解消することにある。さらに、動物の排泄物を自動的に除去できることにある。
また、人手の介在を大幅に削減することで、人に由来する微生物等による実験動物への感染を防止することを目的とする。
また、各ケージへの給気及び排気を均等化することを目的とする。
また、給気及び排気用ダクトの内部を容易に洗浄できるようにして有害微生物等による汚染をなくし、飼育動物への感染を防止することを目的とする。
さらに、万一、飼育動物が有害微生物等に感染してもケージ個別に環境制御しているので隣接のケージ内に感染することは極めて少ない。また、モニタリングにより早期に発見して対処できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１記載の発明によれば、ラックに複数段の棚を設け、各棚毎に複数列のケージを取り外し可能に設けてなる飼育装置であって、各ケージ内には動物を支持する床網を配置するとともに、ケージ列の下方にベルトコンベアを配置し、該ベルトコンベアのベルトがケージ列の各ケージ下面と接触、非接触自在に構成した実験動物用の個別環境制御飼育装置（以下単に「実験動物用飼育装置」又は「飼育装置」と称する。）を提供することによって達成される。
また、請求項２記載の発明は、前記ベルトコンベアは上下方向に移動することにより、該ベルトコンベアのベルトがケージ列の各ケージ下面と接触、非接触自在に構成している。
また、請求項３記載の発明は、前記各ケージへの給気及び排気用ダクトは、鉛直方向に配設された複数本の分岐管と、各分岐管から水平方向に配設されて各ケージと接続する枝管とを備えてなる構成としている。
また、請求項４記載の発明は、前記給気及び排気用ダクトの一部を開閉可能または取外し可能に構成している。
また、請求項５記載の発明は、前記ケージ内の飼育実験動物の微生物等感染モニタリング手段を備える構成としている。
さらに、請求項６記載の発明は、前記各ケージは底面が空いており、前記ベルトコンベアのベルトが各ケージ底面を塞ぐようにして接触自在に構成している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る実験動物用飼育装置の全体構成を示す図である。
一つのラック１には複数段の棚２を設け、各棚には複数列のケージ３を設置する。各ケージ３の中には、動物の大きさにもよるが、例えばマウスの場合だと通常は数匹を一緒に飼育する。このケージ３は棚２に支持され、取り外しが可能になっている。各ケージ３にはそれぞれ、給気口、排気口、給水口、および給餌・床敷投入口が取付けられており、各ケージ３内の飼育環境が制御される。各ケージ３は密閉構造であり、給気、排気及び給水口を通じて中の動物が呼吸、飲み水の飲用を行う。また、各ケージ３からの排気は他のケージ３内に混入しないようにして集団感染を防いでいる。ラック１全体の給気ダクト、排気ダクトの配置、接続を特に縦方向にすることにより、ダクト内の洗浄が容易に行えるようになるので好ましい。
【０００６】
各ケージ３内には、動物を支える床網が配置され、この床網は取り外し可能にケージ３に支持されている。また、各ケージ３の上部には床敷き投入口があり、ここからケージ内部に床敷きの材料となるもの、例えばおが屑を落とし込んで供給する。さらに、各ケージ列の下方にベルトコンベアが配置され、そのベルト面が通常は各ケージ３の底面と密着している。なお、各ケージ３の底面は開放しており、上記ベルト面が各ケージ３の底を密閉状態に塞いでいる。床敷き材は上記供給部からケージ３内に供給され、ベルトの上方に堆積し、一部は床網の上方にも堆積して、動物の床敷きを構成する。なお、上記ケージ３は金属製でも樹脂製でもよい。その形状についても、底面が空いていること以外は特に限定されない。
【０００７】
ところで、上記ベルトコンベアは後で詳しく説明するように、前方（図１において紙面左方）に一定距離移動できるようにラック１のフレームに摺動可能に支持され、さらに前方に移動する際に、一定距離下方にも移動するように構成されている。そして、図１に示すように、ラック１の側方には、床敷き回収装置、ベルト洗浄装置、ベルト殺菌消毒装置などを備えた台車４が設けてある。これらの装置は架台５に設置され、この架台５は昇降モータ１０によって上下に移動可能になっている。台車４は、通常はラック１とは分離して設置しているが、床敷き回収及びベルト洗浄時には、ラック１の側方に左右どちら側にも設置可能として取付け、架台５がラック１の各棚２のところへ順次移動して、床敷き回収、ベルト洗浄が行われる。なお、ラック１及び台車４はいずれも下方にキャスターを有しており、自由に移動できる。
【０００８】
図２は床敷き回収及びベルト洗浄装置の構造を示す要部側面図である。
ラック列の下方に配置される上記ベルトコンベアはフレーム１１で支持されており、ベルト１２の前方、後方はそれぞれ幅方向に設置されたヘッドプーリ１８、テールプーリ１５間に架け渡されている。ベルト１２は無端ベルトであり、エンドレスに回転し得るが、説明の便宜上、上の方を上ベルト１２ａ、下の方を下ベルト１２ｂとする。ここで、図４を参照すると、ボルト２２を回転することによりテールプーリ１５の位置が前後方向に移動できるので、これによりベルト１２に適度な張力を付与することが可能になっている。前述したように、通常は、上ベルト１２ａは各ケージ３の底面と接触していて、各ケージ３は密閉状態となっている。
【０００９】
ところで、床敷き交換の際には、前述の台車４がラック１の側方に設置され、昇降モータ１０にて架台５が上の棚から順に下降する。ベルトコンベアを支持するフレーム１１の前方端には、上に凸の金具１７が取付けられている。このとき、架台５に取付けられたアーム７の先端が上記フレーム１１の金具１７と係合する（図３参照）。この状態でコンベア引き込みモータ６が作動すると、上記フレーム１１全体は手前側に引き出される。図２を参照してわかるように、上記フレーム１１の両側にはそれぞれ複数箇所に車輪１３が取付けられていて、その車輪１３は山１４ａと谷（平坦部）１４ｂを有する固定レール１４の山の上に乗っかっており、上述したようにこの状態で上ベルト１２ａは各ケージ３の底面に密着しているわけである。
【００１０】
上で説明したようにして上記フレーム１１が手前に引き出されると、当該フレーム１１の車輪１３が上記固定レール１４の山１４ａから谷１４ｂへ下りてその分だけフレーム１１全体が下に下がるため、上ベルト１２ａは各ケージ３の底面より下に離れて非接触の状態となる。そして、これと同時に、フレーム１１前方端のヘッドプーリ１８と同軸に取付けたベルトコンベア回転用のギア１９と架台５に取付けた駆動側のギア２０とが噛み合う。図７は架台５側の駆動機構を示しているが、これによると、駆動モータ８の出力がギア２８、段付ベルト２１、ギア２９、ギア２０を介して上記ベルトコンベア回転用のギア１９へ伝達され、ベルト１２は回転駆動を受ける。なお、２６は架台５の支持フレーム、２７は軸受である。
【００１１】
すでに説明したように、フレーム１１が手前に引き出され、同時にフレーム１１全体が一定距離だけ下に下がるので、この時にそれまで各ケージ３内に堆積していた床敷き材は底面より離れたベルト１２（上ベルト１２ａ）上に落下する。そして、図７にも示すように、上記ギア２９、２０と同軸に幅方向にわたる洗浄用の回転ブラシ９が固定されているため、繰り出されたベルト１２上に堆積した床敷き材は、ベルト１２上を移送されながら上記回転ブラシ９で掻き取られて回収される。このようにして、洗浄されたベルト１２は、さらに薬液タンク２５（図６参照）から排出される薬液で殺菌、消毒される。
【００１２】
ベルト１２の洗浄後、フレーム１１を元の位置に復帰させる。当該フレームの車輪１３が再び固定レール１４の山１４ａの上に乗っかり、ベルト１２は各ケージ３の底面に密着する。ベルト１２がクリーンになり、ケージ３には新しい床敷き材が供給される。この間、ケージ３内の動物は床網で支持されている。
なお、上記フレーム１１が引き出され、ケージ３とベルト１２の間に隙間が生じるとき、ケージ３への給気量を増大するように制御する。
【００１３】
また、餌は図５に示すような密閉可能な構造を有する給餌装置により個別に給餌される。餌は事前に無菌処理されて、給餌装置に収納される。図５に示す構造のものは、餌がドラム部２３で一定量に計量された後、下の供給口へ運ばれ、餌の自重にて供給口２４が開き、ケージ３内に供給される。
【００１４】
次に、ベルトコンベアフレーム上下昇降構造の他の実施形態について説明する。
図８はベルトコンベアフレームの上下昇降構造を示す平面図、図９は図８における幅方向の断面図、図１０は図８におけるＡ部の概略拡大図である。
ベルトコンベアフレーム３０の左右側方には前後４つの車輪３１が取り付けられ、レール３２の上に乗っている。該レール３２は図１０に示すように、山の上の水平面と傾斜面と山の下（谷）の水平面とを有している。そして、このレール３２は、図９を参照すると、ラック３５に取り付けられたガイドレール３４に案内されるスライドガイド３３に固定されている。したがって、レール３２がレバー３８によって前後に距離Ｄ（１ストローク）移動すると、レール３２の傾斜面に沿って上記ベルトコンベアフレーム３０が上下方向に昇降する。なおこの際、ベルトコンベアフレーム３０に取り付けられたガイド板３７がラック３５に取り付けた上下ガイド３６と係合することで、ベルトコンベアフレーム３０は水平方向への移動は拘束され、レール３２を前後に往復動させたときにベルトコンベアフレーム３０は上下方向にのみ移動できるように構成している。
【００１５】
次に、本発明の飼育装置における給気及び排気用ダクトの構成について説明する。
図１１の（ａ）は装置の全体構成を示す正面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）はその平面図である。図１２の（ａ）は装置の全体構成を示す背面図、（ｂ）はその右側面図である。図１３は給気及び排気用ダクトの分岐管構造を示す斜視図、図１４は分岐管と枝管との接続構造を示す斜視図である。図１５の（ａ）はラック背面の給気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。図１６の（ａ）はラック背面の排気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。また、図１７の（ａ）は給気装置の断面図、（ｂ）はその外観図であり、図１８の（ａ）は排気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【００１６】
ラック上部には給気装置からの給気口３９が設けられ、該給気口３９に臨んで水平方向に主給気管４７が横設され、該主給気管４７の下に鉛直方向の複数の分岐管４１…、４２…が取り付けられている。そして、各分岐管からは水平方向に複数の枝管４３、４４が取り付けられ、各枝管４３、４４の先端は各ケージ３の給気口又は排気口に接続される。なお、給気用の分岐管４１と排気用の分岐管４２とは交互に配置され（図１３等を参照）、給気用の分岐管４１に取り付けられた枝管４３が各ケージ３の給気口と接続され、排気用の分岐管４２に取り付けられた枝管４４が各ケージ３の排気口と接続される。枝管４３のケージ接続側先端部は、小径のステンレス管４３ｂとパッキン４３ａ等を備えて接続時の気密性を確保している。ゆえに、各ケージ３はそれぞれ給気用と排気用の２本の分岐管４１、４２に接続している。なお、給気用の分岐管４１の上下方向に設ける複数の枝管４３において、上下方向での各ケージ３への給気量を均等化するため、下方の枝管径を適宜絞る（小径化）ことも可能である。
【００１７】
給気口３９からの給気は上記主給気管４７を通って各給気用の分岐管４１…の上部に入り、各分岐管４１内を上から下へ流れていく途中で各枝管４３を通って各ケージ３内に給気される。図１５中の矢印は給気の流れを示している。そして、各ケージ３からの排気は枝管４４を通って各排気用の分岐管４２…に入り、各分岐管４２内を下へ流れて、各分岐管４２…からの排気は下方の主排気管４８によって集合し、各ケージ３の排気が一緒になって再び上方へ送られて、上部の排気口４０より排出される。図１６中の矢印は排気の流れを示している。
上記給気口３９には給気装置が、上記排気口４０には排気装置がそれぞれ取り付けられており、この給気装置４９は図１７に示すように、下からファン５０、超高性能フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）５１及びプレフィルタ（粗フィルタ）５２を組み合わせて構成され、排気装置５３は図１８に示すように、下からプレフィルタ５２、超高性能フィルタ５１及びファン５０を組み合わせて構成される。
【００１８】
以上の給気及び排気用ダクトの構成により、各ケージ３への給気及び排気を均等化することができる。
また、各ケージ３への給水は、給水配管４６より給水ノズル４５を使用して行われる。
ここで、上記ケージ３の構成についてさらに補足する。
図１９の（ａ）はケージ上部の一側面図、（ｂ）はその他側面図である。図２０はケージ下部の給水口を示す側面図であり、図２１の（ａ）はケージへの給気口及び排気口構造を示す図、（ｂ）はその平面断面図である。また、図２２の（ａ）はケージへの給餌口構造を示す図、（ｂ）はその側断面図である。
【００１９】
図１９に示すように、各ケージ３の上部には蓋体５４が載せられて密閉性を保つようにしている。該蓋体５４の一側面には、前述の給気口５５及び排気口５６が設けられ、他の側面には給餌・床敷投入口５７が設けられている。さらに、各ケージ３の一側面には図２０に示すように給水口５８が設けられている。
上記給気口５５及び排気口５６には、図２１に示すように、コイルバネ５９により常時閉じる方向に付勢されたカバー５５ａ及び５６ａが取り付けられており、前述の枝管４３、４４を押し込むことによってセットされる構成になっている。また、上記給餌・床敷投入口５７にも図２２に示すように、コイルバネ６０により常時閉じる方向に付勢されたカバー５７ａが取り付けられており、給餌時には上記カバー５７ａを内方へ押し込んで給餌する。
【００２０】
次に、上述の給気及び排気用のダクトの洗浄について説明する。
本発明の飼育装置では、給気及び排気用のダクトを洗浄出来るように構成している。例えば、図２３に示すように、一端をヒンジ６１で止め、他端を止め金具６２で固定できるような蓋６３を設けることにより、主給気管４７の一部を開閉可能に構成する。蓋６３を開いて、上から洗浄水（清浄水）等を流し込んで各ダクト内部を洗浄する。洗浄、乾燥後は蓋６３を閉じて密閉性を保つようにする。
また、図２４に示すように、鉛直方向の分岐管４１…、４２…の上下端を取外し可能な接合構成とすることにより、これら分岐管を取外して洗浄することができる。分岐管を例えば角型ダクトとした場合はフランジ６４をボルト締め構造とし、また丸管ダクトとした場合はフランジ６４をヒンジ止め構造とする。
【００２１】
このように、給気及び排気用のダクトを容易に且つ十分に洗浄できるような構成とすることにより、有害微生物等の汚染を防止することができる。
次に、有害微生物等のモニタリングについて説明する。
本発明の飼育装置は、図２５に示すように、ラック１内の全ケージ３からの排気が集合する排気部６５にモニタリング用の微生物等の捕集部６６を設け、その検体を採取して微生物等の分析装置により分析することにより、常時モニタリングを可能としている。上記排気部６５は例えば、前述の排気装置５３の手前とし、ここに例えば捕集用のフィルタを公知の適当な手段によって設置しておく。この場合、排気の流れ（配管構造による）によって、図２６の（ａ）に示すように端に設置したり、（ｂ）に示すように中央部に設置することができる。他の実施形態としては、排気集合部６５にバイパスの小径のダクトを取り付け、そのバイパスのダクト部に微生物等の捕集部を設け、その検体を採取して微生物等の分析装置により分析することも可能である。
【００２２】
ところで、上述のように、全ケージの排気から細菌及びウイルスをモニターする場合、細菌についてはフィルタをブイヨンに入れ２４時間培養した後、上液を各種選択培地にまき、２４〜４８時間培養する。各種選択した培地を検査する。ウイルスについては上記フィルタを滅菌水で洗浄し、その水を遠心して、沈殿物をＰＣＲ法で検査する。ＰＣＲ法とは、ＤＮＡポリメラーゼ連鎖反応を使ってごく微量のＤＮＡを数百万倍に増幅させて検出する方法である。
このように、各ケージからの排気が集合する位置で採取を行い、いずれの動物が万一感染しても、その呼気または雰囲気からの塵埃排出中の微生物等を採取することにより、早期に感染モニタリングを行える。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の実験動物用飼育装置によれば、従来は多くの人手を要していた床敷きの交換作業を自動的に行える。また、人手の介在を大幅に削減することで、人に由来する微生物等による実験動物の感染を防止することができる。さらに、従来の人手による床敷き交換作業を行っていたときのように、飼育装置を収容する飼育室全体を超清浄空間にする必要はなく、省エネルギー、設備費低減などの効果がある。
また、本発明によれば、各ケージへの給気及び排気を均等化することにより、ケージ内の空気質環境のばらつきを解消でき、実験動物の飼育に適した良好な環境を実現できる。
また、本発明によれば、給気及び排気用ダクトの内部の洗浄を容易且つ十分に行えるので、有害微生物等による飼育動物の感染を防止できる。
さらには、本発明によれば、万一、飼育動物が有害微生物等に感染しても、常時モニタリングを行うことにより早期に発見して対処できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実験動物用飼育装置の全体構成を示す図である。
【図２】床敷き回収及びベルト洗浄装置の構造を示す要部側面図である。
【図３】ベルトコンベアフレームの引き出し手段の構成図である。
【図４】ベルトの張力調節手段の構成図である。
【図５】給餌装置の斜視図である。
【図６】ベルト洗浄及び殺菌消毒装置の構造を示す概略側面図である。
【図７】架台側の駆動機構を示す要部平面図である。
【図８】ベルトコンベアフレームの上下昇降構造を示す平面図である。
【図９】図８における幅方向の断面図である。
【図１０】図８におけるＡ部の概略拡大図である。
【図１１】（ａ）は装置の全体構成を示す正面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）はその平面図である。
【図１２】（ａ）は装置の全体構成を示す背面図、（ｂ）はその右側面図である。
【図１３】給気及び排気用ダクトの分岐管構造を示す斜視図である。
【図１４】分岐管と枝管との接続構造を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）はラック背面の給気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。
【図１６】（ａ）はラック背面の排気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。
【図１７】（ａ）は給気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【図１８】（ａ）は排気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【図１９】（ａ）はケージ上部の一側面図、（ｂ）はその他側面図である。
【図２０】ケージ下部の給水口を示す側面図である。
【図２１】（ａ）はケージへの給気口及び排気口構造を示す図、（ｂ）はその平面断面図である。
【図２２】（ａ）はケージへの給餌口構造を示す図、（ｂ）はその側断面図である。
【図２３】ダクトの開閉構造を示す断面図である。
【図２４】ダクトの取外し構造を示す概略図である。
【図２５】モニタリングの原理を説明するための図である。
【図２６】微生物等の捕集手段の構成図である。
【符号の説明】
１  ラック
２  棚
３  ケージ
４  台車
５  架台
９  回転ブラシ
１１  フレーム
１２  ベルト
１３  車輪
１４  レール
２５  薬液タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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