(57)【要約】【課題】無重力空間においても使用することができ、コスト低減及び小型化を容易に図りつつ故障が発生しにくい給水器を提供すること。【解決手段】飼育動物に飲料を与えるための給水器であって、前記飲料を収納する収納容器と、前記飲料を外部に給水する給水部と、前記収納容器内に設置され、前記飲料を前記給水部に向けて押圧する弾性体と、前記給水部の給水口を塞いで前記飲料の給水を抑制するとともに、前記飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて前記飲料を給水口から排出するストッパと、を有すること。【選択図】図２
2014217275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飼育動物に飲料を与えるための給水器であって、
前記飲料を収納する収納容器と、
前記飲料を外部に給水する給水部と、
前記収納容器内に設置され、前記飲料を前記給水部に向けて押圧する弾性体と、
前記給水部の給水口を塞いで前記飲料の給水を抑制するとともに、前記飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて前記飲料を給水口から排出するストッパと、を有することを特徴とする給水器。
【請求項２】
前記弾性体は、円錐バネであることを特徴とする請求項１に記載の給水器。
【請求項３】
前記ストッパは、前記給水部における押圧手段により前記給水口に向かって押圧されることによって給水を抑制し、前記飼育動物の飲水動作に伴って前記給水口から離間することを特徴とする請求項１又は２に記載の給水器。
【請求項４】
前記飲料と前記弾性体との間には、前記収納容器内を２つの領域に分離する押し板が配設され、前記弾性体の弾性力が前記押し板を介して前記飲料に加えられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給水器。
【請求項５】
前記押し板は、シール部材を介して前記収納容器の内側に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の給水器。
【請求項６】
前記飲料は、補助容器に収納された状態で前記収納容器内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の給水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飼育動物に飲料を与えるための給水器であって、特に宇宙空間等の無重力及び微少重力環境下において使用することができる給水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、月面有人探査又は月面基地建設等の次世代宇宙ミッションのために、国際宇宙ステーション（ＩＳＳ：International Space Station）の開発及び運用が注目されている。また、国際宇宙ステーション、月面基地、宇宙船等の無重力空間は、地球とは全く異なる環境であり、当該環境が人体に及ぼす影響を調査する必要がある。このため、国際宇宙ステーション、又は宇宙船等の環境下において、マウス等を用いた各種の生態実験が行われている。
【０００３】
当該生態実験としては、マウス等を国際宇宙ステーション内にて長期間飼育し、無重力の影響、当該飼育環境のストレス、及び宇宙線の影響等の各種の調査が行われている。この際、マウスに対する給水は、飼育者の負担軽減のために、マウスが給水口を舐める等の飲水行為によって自動的に行われるようになっている。
【０００４】
ここで、一般的な自動給水器としては、例えば、特許文献１に記載された小動物用給水器が存在する。しかしながら、特許文献１に記載された小動物用給水器のような水の重力を利用することによって自動的に給水を行う機構は、国際宇宙ステーション等の無重力空間において使用することはできない。従って、無重力空間においては、水を容器から給水口に搬送するための機構が必要となる。例えば、高圧ガスタンクから調圧した加圧ガスを利用して水を給水口に押し出す機構、ポンプによって生成される加圧ガスを利用して水を給水口に押し出す機構、又はポンプを使用して水を給水口に直接的に押し出す機構等が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６２４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような高圧ガスを調圧する場合には、高圧ガスタンク及び調圧弁が必要となり、給水器の小型化及び軽量化を図ることが困難になる。また、ポンプによってガスを加圧する場合及びポンプによって水を搬送する場合には、ポンプの駆動用電源が必要となるために、給水器の小型化及び軽量化を図ることがより困難となる。更に、いずれの方法においても、水の搬送機構が複雑となり、給水器自体の故障が発生しやすいという問題点がある。例えば、水をポンプによって搬送する場合、ポンプ内に気泡が混入することで、ポンプが動作しなくなる等の故障が発生しやすくなる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無重力空間においても使用することができ、コスト低減及び小型化を容易に図りつつ故障が発生しにくい給水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の給水器は、飼育動物に飲料を与えるための給水器であって、前記飲料を収納する収納容器と、前記飲料を外部に給水する給水部と、前記収納容器内に設置され、前記飲料を前記給水部に向けて押圧する弾性体と、前記給水部の給水口を塞いで前記飲料の給水を抑制するとともに、前記飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて前記飲料を給水口から排出するストッパと、を有することを特徴とする。
【０００９】
上述した給水器において、前記弾性体は、円錐バネであってもよい。
【００１０】
上述したいずれかの給水器において、前記ストッパは、前記給水部における押圧手段により前記給水口に向かって押圧されることによって給水を抑制し、前記飼育動物の飲水動作に伴って前記給水口から離間してもよい。
【００１１】
上述したいずれかの給水器において、前記飲料と前記弾性体との間には、前記収納容器内を２つの領域に分離する押し板が配設され、前記弾性体の弾性力が前記押し板を介して前記飲料に加えられてもよい。このような場合に、前記押し板は、シール部材を介して前記収納容器の内側に設置されていてもよい。
【００１２】
上述したいずれかの給水器において、前記飲料は、補助容器に収納された状態で前記収納容器内に配設されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る給水器は、飲料を収納する収納容器と、飲料を外部に給水する給水部と、収納容器内に設置され、飲料を給水部に向けて押圧する弾性体と、給水部の給水口を塞いで飲料の給水を抑制するとともに、飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて飲料を給水口から排出するストッパと、を有し、飲料の給水に弾性体の弾性力を利用しているため、無重力環境下及び微少重力環境下においても使用することができる。すなわち、給水器の設置場所が限定されることがなく、様々な設置環境においても適切な給水を行うことができる。
【００１４】
また、高圧ガスタンク及び調圧弁等の複雑且つ比較的大きな装置を使用することなく、弾性体の弾性力を利用して比較的簡易な構造によって飲料を押圧しているため、給水器自体のコスト低減及び小型化を容易に図りつつ、給水器自体の故障の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例に係る給水器の全体構成を示す上面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った給水器の断面図である。
【図３】図２と同様にして示す、水が減った状態の給水器の断面図である。
【図４】図２と同様にして示す、変形例に係る給水器の断面図である。
【図５】変形例に係る給水器の分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による給水器及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例及び変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００１７】
＜実施例＞
先ず、図１及び図２を参照しつつ本発明の実施例に係る給水器１０の構成を説明する。図１は、実施例に係る給水器１０の全体構成を示す上面図である。図２は、図１の線II−IIに沿った給水器１０の断面図である。
【００１８】
本実施例においては、国際宇宙ステーション等の無重力環境下におけるマウス等の飼育動物に対する給水のために、給水器１０を使用することを想定しているが、本実施例に係る給水器１０は、無重力環境下及び微少重力環境下のみならず、地球上等の有重力環境下においても使用することができる。また、マウス等の小型の飼育動物への給水のみならず、給水器自体を大型化すれば、牛又は象等の大型の飼育動物への給水にも適用することができる。
【００１９】
図１及び図２から分かるように、給水器１０は、直方体状であって内部に空洞が形成されている収納容器１１、収納容器１１から外部に向けて突出した接続部１２、接続部１２に接続されたホース１３、及びホース１３の一端に設けられた給水部１４から構成されている。
【００２０】
収納容器１１は、飲料である水Ｗを収納する空間を備える筐体１１ａと、筐体１１ａの内部を密閉するための蓋１１ｂとから構成されている。筐体１１ａと蓋１１ｂとは、ネジ等の接合部材（図示せず）を介して強固に接合されているが、当該接合部材による接合を解除して筐体１１ａから蓋１１ｂを自在に取り外すこともできる。例えば、筐体１１ａ及び蓋１１ｂは、プラスチック等の比較的強固な材料から構成されているが、これに限定されることなく、飲料を密閉して収納することができれば、他の材料から構成されていてもよい。なお、飲料は水に限定されることなく、種々の液体を用いることができる。
【００２１】
また、図２に示すように、筐体１１ａの内側には、シール部材２１を介して押し板２２が設置されている。押し板２２は、筐体１１ａ内を水Ｗが収納される領域と、後述するバネが配設される領域とに分離している。そして、押し板２２外周に取り付けられているシール部材２１は、水Ｗが収納された領域からバネの配設された領域に漏れ出すことを防止するように、水Ｗの収納領域を密閉している。ここで、シール部材２１は、筐体１１ａの内壁上を摺動可能となっており、蓋１１ｂに対する押し板２２の位置（すなわち、蓋１１ｂから押し板２２までの距離）を変化させることができる。
【００２２】
更に、収納容器１１の蓋１１ｂと押し板２２との間には、弾性体であるバネ２３が設けられている。バネ２３の一端は蓋１１ｂに固定され、他端は押し板２２に固定されている。バネ２３は、自然長に戻ろうとする復元力（弾性力）によって押し板２２を押圧し、バネ２３の弾性力が押し板２２を介して水Ｗに加えられる。このようなバネ２３及び押し板２２の動作により、水Ｗが給水部１４から排出されるように押圧されることになる。
【００２３】
なお、押し板２２は、プラスチック又は金属等の比較的硬質な材料から構成されていることが好ましく、水分を吸収して膨張とする材料（例えば木材）は適していない。また、弾性体としてバネ２３を用いたが、押し板２２及び水Ｗを押圧することができれば、他の公知の弾性体であってもよい。更に、バネ２３は、円筒形のコイルバネであったが、円錐状の円錐バネを用いてもよい。密着高さを低くすることができる円錐バネを用いることで、弾性体の収納スペースを小さくすることができ、給水器１０の収納容器１１の小型化を容易に図ることができる。
【００２４】
接続部１２は、水Ｗの流路である貫通孔１２ａが形成された連結部材１２ｂから構成されている。連結部材１２ｂは、接着剤等の接合部材を介して筐体１１ａに設けられた貫通孔に固着されている。これにより、筐体１１ａに設けられた貫通孔の内側面と連結部材１２ｂの外周面との間から水Ｗが漏れ出すことがない。連結部材１２ｂは、筐体１１ａと同様に、比較的硬質な部材から構成されていることが好ましい。ここで、連結部材１２ｂは、筐体１１ａと異なる部材から構成されてもよいが、筐体１１ａと同一の部材とし、筐体１１ａと一体的に形成してもよい。
【００２５】
なお、連結部材１２ｂは、シール部材等を介して筐体１１ａに固着されてもよく、或いは水Ｗが漏れ出すことがなければ連結部材１２ｂを当該貫通孔に螺合するようにしてもよい。また、接続部１２は、ホース１３を筐体１１ａに直接接合することができない場合に用いられればよく、ホース１３を筐体１１ａに対して直接接合することができる場合には、取り外してもよい。
【００２６】
ホース１３は、ゴム、ビニール、又はプラスチック等から形成された一般的な配水用の管である。本実施例に係る給水器１０は、犬及び猫等ペットや生態実験用のマウスに対する給水に用いられるため、ホース１３の開口径は比較的小さく（例えば１ｃｍ程度）、また優れた耐圧性は必要とされない。また、ホース１３の長さは、給水器１０を設置できるスペースと、飼育動物の飼育場所（例えば、檻）との距離に応じて適宜変更してもよい。
【００２７】
ホース１３と接続部１２との接続方法としては、例えば、ホース１３を貫通孔１２ａに嵌挿することによって接続部１２に対して接続してもよい。また、ホース１３の一端を連結部材１２ｂの外周面を覆うようにして接続してもよい。この際、ホース１３の一端に針金等を巻き付けることにより、接続部１２とホース１３との接続部分における水Ｗの漏れを防止してもよい。
【００２８】
給水部１４は、収納容器１１の内部に収納された水Ｗを外部に排出する機能を有し、水Ｗの流路である貫通孔１４ａ及び水Ｗを排出する給水口１４ｂが形成された給水部材１４ｃから構成されている。図２に示すように、貫通孔１４ａは、水Ｗの排出方向（すなわち、給水口１４ｂ）に向けて、その開口径が徐々に小さくなっている。また、給水部１４の先端部分に位置する給水口１４ｂの平面形状は円形であり、当該給水口１４ｂを塞ぐように球状のストッパ２４が貫通孔１４ａ内に設けられている。
【００２９】
ストッパ２４は、水Ｗがバネ２３から押圧されることによって生じる水圧により、給水口１４ｂを塞いで給水を抑制する。ここで、ストッパ２４の直径は、給水口１４ｂの開口径より大きく、且つ給水口１４ｂを塞いだ際にその一部が給水口１４ｂから外部に向けて突出することができる寸法とすることが好ましい。このようにストッパ２４の直径を設定することにより、飼育動物が突出したストッパ２４の一部を舐めることにより、ストッパ２４が給水口１４ｂから離間し、水Ｗが給水口１４ｂから排出され、飼育動物が水Ｗを容易に飲むことができる。換言すれば、ストッパ２４は、飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて給水口１４ｂを開口し、水Ｗを給水口１４ｂから排出することになる。
【００３０】
給水部１４とホース１３との接続方法としては、例えば、ホース１３を貫通孔１４ａに嵌挿することによって給水部１４に対して接続してもよい。また、ホース１３の一端を給水部材１４ｃの外周面を覆うようにして接続してもよい。この際、ホース１３の一端に針金等を巻き付けることにより、給水部１４とホース１３との接続部分における水Ｗの漏れを防止してもよい。
【００３１】
なお、本実施例において、ストッパ２４として水圧を利用した構造を備える球体を用いたが、給水部１４に内蔵バネ又は内蔵ゴム等の弾性体を設置し、当該弾性体の弾性力によってストッパ２４を給水口１４ｂに向けて内側から押圧することで、給水口１４ｂを密封して給水を抑制してもよい。すなわち、ストッパ２４は、給水部１４における水圧、又は上記弾性力等の押圧手段により、給水口１４ｂに向かって内側から押圧されることによって給水を抑制し、外部からの飼育動物の飲水動作に伴って給水口１４ｂから離間するものであれば、種々の構成を採用することができる。
【００３２】
次に、図２及び図３を参照しつつ、本実施例に係る給水器１０の動作について説明する。図３は、図２と同様にして示す、水Ｗが減った状態の給水器１０の断面図である。
【００３３】
先ず、図２に示す状態は、水Ｗによって給水器１０の収納容器１１が満水になった状態である。収納容器１１への水Ｗの供給方法は、蓋１１ｂ、バネ２３、及び押し板２２を筐体１１ａから取り外し、筐体１１ａの上方から水Ｗを供給するような方法であってもよい。また、筐体１１ａに水Ｗを供給するための供給口を別途設置し、当該供給口を介して水Ｗを供給してもよい。
【００３４】
図２の状態から、飼育動物がストッパ２４を舐めることにより、水Ｗが筐体１１ａの外部に排出される。この際、本実施例の給水器１０は無重力環境下で使用されているため、水Ｗの重力によって水Ｗが給水口１４ｂから排出されることはないが、収納容器１１の内部に設置されたバネ２３の弾性力により、水Ｗが給水口１４ｂに向けて押圧されて排出されることになる。
【００３５】
飼育動物による飲水動作が続くと、飼育動物への給水が行われることに伴い、水Ｗが徐々に減る。この際、水Ｗの減量（すなわち、水面の低下）に伴いバネ２３も徐々に伸びることとなり、水Ｗの残量に関係なく、押し板２２及び水Ｗがバネ２３によって押圧されることになる。具体的には、図３に示すように、水Ｗの残量がほぼ半分になった状態においても、バネ２３によって水Ｗが給水部１４に向けて押圧されることになる。
【００３６】
従って、押し板２２が接続部１２よりも上方（具体的には、蓋１１ｂにより近い位置）に位置していれば、無重力環境下においても、飼育動物の飲水動作に応じて水Ｗを給水し続けることができる。
【００３７】
以上のことから、本実施例に係る給水器１０は、飲料である水Ｗを収納する収納容器１１と、水Ｗを外部に給水する給水部１４と、収納容器１１内に設置され、水Ｗを給水部１４に向けて押圧する弾性体であるバネ２３と、給水部１４の給水口１４ｂを塞いで水Ｗの給水を抑制するとともに、飼育動物の飲水動作に伴う外力に応じて水Ｗを給水口１４ｂから排出するストッパ２４と、を有し、水Ｗの給水にバネ２３の弾性力を利用しているため、無重力環境下及び微少重力環境下においても使用することができる。すなわち、給水器１０の設置場所が限定されることがなく、ホース１３が任意の方向に延在している場合においても、適切に給水を行うことができる。
【００３８】
また、高圧ガスタンク及び調圧弁等の複雑且つ比較的大きな装置を使用することなく、バネ２３の弾性力を利用して比較的簡易な構造によって水Ｗを押圧しているため、給水器１０自体のコスト低減及び小型化を容易に図りつつ、給水器１０自体の故障の発生を抑制することができる。
【００３９】
＜変形例＞
上述した実施例においては、押し板２２がシール部材２１を介して筐体１１ａの内側に設置されていたが、シール部材２１を設けることなく、単に押し板２２をバネ２３と水Ｗとの間に設置してもよい。このような場合には、水Ｗがバネ２３の領域に漏れ出すことを防止するために、水Ｗを補助容器に収納した状態で収納容器１１内に配設することが好ましい。このような構造を有する給水器を変形例とし、図４及び図５を参照しつつ説明する。図４は、図２と同様にして示す、変形例に係る給水器１０’の断面図である。また、図５は、変形例に係る給水器１０’の分解断面図である。なお、上述した実施例と同一の部材及び構造については、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４０】
図４に示すように、変形例に係る給水器１０’においては、水Ｗは、補助容器３１に収納された状態にて、収納容器１１内に配設されている。補助容器３１は、例えば、ビニール袋、ポリ袋、プラスチック容器等からなる水用のバッグである。補助容器３１は、比較的軟質であり、バネ２３の押圧によって形状が変形しやすい（具体的には、潰れやすい）ことが好ましい。これは、バネ２３の弾性力を押し板２２及び補助容器３１を介して水Ｗに伝達し、水Ｗを給水口１４ｂに向けて押し出すためである。
【００４１】
また、図４に示すように、押し板２２は、筐体１１ａの内壁とは接触しておらず、バネ２３の一端に固着されている。そして、押し板２２は、筐体１１ａの開口を概ね塞ぐことができる形状であるため、バネ２３の弾性力によって水Ｗを均一に押圧することが可能になる。なお、バネ２３によって補助容器３１を潰しつつ水Ｗを押圧することができる場合には、押し板２２を設けなくてもよい。
【００４２】
次に、図５に示すように、変形例に係る給水器１０’においては、蓋１１ｂ、バネ２３及び押し板２２を筐体１１ａから離間させることで、容易に補助容器３１の挿入及び取り出しを行うことができる。従って、水Ｗを補充する場合には、補助容器３１ごと交換すればよく、水Ｗの追加供給を容易に行うことができる。換言すれば、無重力環境下のような水Ｗを収納容器１１内に収納させにくい状況下においても、容易且つ確実に水Ｗを補充することができる。
【００４３】
なお、補助容器３１を筐体１１ａ内に挿入すると、接続部１２の連結部材１２ｂと補助容器３１とが連結され、水Ｗが連結部材１２ｂの貫通孔１２ａに流入するように、接続部１２には筐体１１ａの内部に向かって突出した嵌挿部材（図示せず）を設け、補助容器３１には当該嵌挿部材が嵌挿されることにより嵌装部材を介して水Ｗを排出する排出部材（図示せず）を設けることが好ましい。
【００４４】
また、本変形例においては、シール部材２１を使用していなかったが、補助容器３１を使用しつつ、シール部材２１を介して押し板２２を筐体１１ａの内側に設置してもよい。このような場合には、バネ２３の設置領域への水Ｗの漏れを確実に防止しつつ、水Ｗの補充を容易にすることができることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る給水器は、無重力及び微少重力環境下において、生態実験用のマウス、犬又は猫等の小型の飼育動物に対して水を常時与える用途として適用できる。また、本発明に係る給水器は、上述した用途以外にも、牛、又は象等の大型の飼育動物に対する給水、及び地球上等の有重力環境下における給水用途としても適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１０’    給水器
１１    収納容器
１１ａ    筐体
１１ｂ    蓋
１２    接続部
１２ａ    貫通孔
１２ｂ    連結部材
１３    ホース
１４    給水部
１４ａ    貫通孔
１４ｂ    給水口
１４ｃ    給水部材
２１    シール部材
２２    押し板
２３    バネ
２４    ストッパ
３１    補助容器
Ｗ    水
【図１】
2014217275.tif 000003
【図２】
2014217275.tif 000004
【図３】
2014217275.tif 000005
【図４】
2014217275.tif 000006
【図５】
2014217275.tif 000007