(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に実験動物の乳房にあてがう実験動物用ティートカップを接続したミルクチューブの他端側を集乳容器を介して陰圧発生源に接続し、陰圧発生源の吸引拍動により実験動物から集乳容器に搾乳を行うようにした実験動物用の搾乳装置であって、
前記ミルクチューブの実験動物用ティートカップを接続している先端側は、基台に一端側が固定されている断面矩形状である自在アームであって、屈曲自在であり屈曲後にその姿勢を維持することのできる材料からなる断面矩形状である長尺部材と前記長尺部材に沿って配置される断面矩形状である鋼板部材とからなる積層体が被覆部材によって被覆されており、前記各部材は全体を屈曲したときに相互の間で滑りが生じる状態で接しており、かつ一端に各部材の相対的移動を阻止する固定部が形成されている自在アームの自由端側に支持されていることを特徴とする実験動物用の自動搾乳装置。
【請求項２】
自在アームの自由端側にはミルクチューブを摺動自在に支持できるミルクチューブホルダーが取り付けてあり、前記ミルクチューブは該ミルクチューブホルダーを介して自在アームの自由端側に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の実験動物用の自動搾乳装置。
【請求項３】
実験動物用の自動搾乳装置はさらに透明な円筒体である集乳容器立てを備えており、該集乳容器立てには集乳容器を保持する縦穴が形成されており、該縦穴の内面には集乳容器内の搾乳量を計量するための目盛りが付されており、前記自在アームの固定部側は前記集乳容器立てに固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実験動物用の自動搾乳装置。
【請求項４】
前記自在アームにおける長尺部材は、アルミ板、鉛板または樹脂板のいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の実験動物用の自動搾乳装置。
【請求項５】
前記自在アームは前記長尺部材と前記鋼板部材との層間に樹脂シートを挟持さたせた構成を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の実験動物用の自動搾乳装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は実験動物用の搾乳装置、特に、ラットやマウスのような比較的小形でありかつ多産系の実験動物に適した自動搾乳装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境汚染、特に発ガン性物質、内分泌攪乱（化学）物質などの生体に対する有害物質が世界的に大問題となっている。母乳または牛乳を通して生体に及ぼすこれらの有害物質の影響が懸念されている。もし、ラットやマウスのような実験動物の乳をより簡単な方法で採取することが可能であれば、これらの外因性有害物質の生体に及ぼす影響を明らかにする上で有用な手段となる。【０００３】
しかしながら、ラットやマウスのような比較的小形でありかつ多産系の実験動物は乳頭が小さくまた乳量も少ないことから、有効な搾乳装置は提案されていなかった。例えば、ラットの乳は、直接乳頭から採取することが困難なため、研究室などでは、授乳させた産仔ラットの胃から採取しているのが普通である。しかし、胃から採取した乳は、唾液および胃液との混合や攪拌によって乳成分の分解および消化が起こっていることが考えられ、本来の乳といえるかどうか疑問がある。【０００４】
本発明者は、そのような要請に応えるべく、ラットやマウスの乳房から直接的に搾乳できる改良された搾乳装置とそこで用いるティートカップを開発し、すでに出願している（特許文献１，特許文献２）。この装置を用いることにより、一人の実験者でもって実験動物からの搾乳作業が可能となり、かつ、実験者の個人差に左右されない普遍的な搾乳データを入手することができる。
【特許文献１】再公表特許０１−０６７０６４
【特許文献２】特開２００５−１３０７７４
【発明の開示】
【０００５】
本発明者らは、上記した搾乳装置とティートカップを用いて、ラットとマウスから、さらには実験用ビーグル犬やミニチュア豚の搾乳を多回数にわたって行い、良好な結果を得ている。しかし、麻酔下にあるラットやマウス等の実験動物から搾乳する場合、母親の乳頭の位置に正確にティートカップを固定した状態で搾乳することが難しく、実験者は、ラットやマウス等を片方の手で固定し、他方の手で母親の乳頭にティートカップを継続的に密着させるか、または仰向けにして両方の手で乳頭をティートカップに継続的に密着させて、搾乳を行うことが必要なことから、例えば、搾乳中に吸入麻酔の導入が必要となった場合等において、搾乳を一時的に中断しなければならないことを経験した。そのために、搾乳を完全に自動化することは困難であった。また、搾乳中に搾乳量を随時観察し、また計量することが必要とされる場合が生じたときに、それに適切に対処することも困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、前記特許文献１あるいは特許文献２に記載される形態の実験動物用搾乳装置において、実験動物の乳頭にティートカップを位置決め固定した後は、実験者の手を煩わすことなく、自動的に搾乳を継続できるようにした、実験動物用の自動搾乳装置を提供することを目的とする。また、本発明は、自動搾乳中に搾乳量を随時観察し、また計量できるようにした実験動物用の自動搾乳装置を提供することをもう一つの目的とする。
【０００７】
上記の課題は、特許文献１あるいは特許文献２に記載される形態の実験動物用搾乳装置において、ミルクチューブの先端に装着したティートカップを自在アームの先端に取り付けること、そして、その自在アームは実験をする者の手による操作によって先端を３次元空間内で自由に移動でき、一旦位置決めした後は、実験をする者が手を離しても、その位置に留まっている（すなわち、位置ずれを起こさない）ことのできる自在アームであること、によって解決することができる。
【０００８】
本発明者は、その目的に合致する自在アームを入手すべく、既存の自在アームを用いて多くの実験を行ったが、操作の容易性と、所定位置において力を開放したときに位置ずれを起こさない特性、の双方を満足する自在アームを見いだすことができなかった。
【０００９】
すなわち、自在アームの１つの形態として多関節型の自在アームが存在するが、多関節型の自在アームは構成が複雑であることに加え、関節が機械的構成であることから、移動の容易性と位置保持機能とは相反するものとなり、移動の容易性を優先させると、先端を所要位置に移動した後、位置ずれを起こさずに先端をその位置を保持しておくことは困難となる。位置ずれを起こさないようにするためには、別途、移動後に関節を固定するための手段を必要とする。このようなことから、実験動物用の搾乳装置におけるティートカップの位置決め手段として多関節型の自在アームを用いることは、適切ではなかった。
【００１０】
電気スタンドで用いられている円筒体を多数連ねる形態の自在アームも、操作が容易でないと共に、位置決め後にかなりの量の位置ずれが生じ、実験動物用の搾乳装置におけるティートカップの位置決め手段としては、やはり適切ではなかった。
【００１１】
そこで、移動の自由度が高く、操作も容易である自在定規形のアームを用いて実験を行った。実験で用いた自在アームは、屈曲自在であり屈曲後その姿勢を維持することのできる材料からなる長尺部材（例えば、長尺状の鉛板）と、前記長尺部材に沿って配置される鋼板部材との積層体を、樹脂製の被覆材料内に挿入したものであり、両端は開放状態にある。この形態の自在アームは、操作の容易性と移動の自由度は満足するものであったが、移動後に手を離して操作加重を開放すると、短時間の間に先端に位置ずれが生じるのを回避できなかった。
【００１２】
そこで、本発明者は、試みに、自在アームの一端側に工業用接着剤を埋め込んで、鉛板部材と鋼板部材と被覆材料とをそれぞれの間に相対移動が生じないように一体に固定する処理を行い、その固定側を基台に固定し、他端の自由端側にティートカップを装着して試験を行った。その結果、位置決めのための操作性は容易であり、かつ位置決め後に手を離しても、ティートカップは位置ずれを起こすことなく、長い時間にわたって当初の位置に留まっていた。
【００１３】
すなわち、上記した形態の自在アームの先端にティートカップを取り付けることにより、実験動物の乳頭にティートカップを容易に位置決め固定することができ、実験者が手を離してもその位置に継続して留まっていることから、実験者の手を煩わすことなく、自動的に搾乳を継続できることを知った。
【００１４】
本発明は、上記の知見に基づくものであり、本発明による実験動物用の自動搾乳装置は、先端に実験動物の乳房にあてがう実験動物用ティートカップを接続したミルクチューブの他端側を集乳容器を介して陰圧発生源に接続し、陰圧発生源の吸引拍動により実験動物から集乳容器に搾乳を行うようにした実験動物用の自動搾乳装置であって、前記ミルクチューブの実験動物用ティートカップを接続している先端側は、適宜の基台に一端側が固定されている自在アームであって、屈曲自在であり屈曲後にその姿勢を維持することのできる材料からなる長尺部材と前記長尺部材に沿って配置される鋼板部材とからなる積層体が被覆部材によって被覆されており、前記各部材は全体を屈曲したときに相互の間で滑りが生じる状態で接しており、かつ一端に各部材の相対的移動を阻止する固定部が形成されている自在アームの自由端側に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前提となる実験動物用の搾乳装置およびティートカップは、本発明者が既に提案している前記した特許文献１および特許文献２等に記載のものをそのまま用いることができる。また、搾乳手順もそこに記載の通りであってよい。
【００１６】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置では、上記した特別の形態の自在アームを用いることから、ティートカップの位置決めとその位置での固定が容易かつ確実となる。そのために、搾乳時に、実験者が、一旦実験動物の乳頭位置にティートカップを正確に固定した後は、ティートカップを自らの手で母親の乳頭に継続的に密着させておく行為が不要となる。すなわち、実験者は、搾乳中、搾乳装置から離れることができ、搾乳装置の自動運転が可能となる。必要な場合には、搾乳装置による搾乳を中断することなく、装置の運転とはまったく別個に、実験動物に対して吸入麻酔の導入を行う等の作業を行うことができるので、吸入麻酔の導入が容易になると共に、吸入麻酔による事故も回避できる。
【００１７】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置の他の形態では、自在アームの自由端側にはミルクチューブを摺動自在に支持できるミルクチューブホルダーが取り付けてあり、前記ミルクチューブは該ミルクチューブホルダーを介して自在アームの自由端側に支持されている。
【００１８】
この形態の自動搾乳装置では、自在アームそれ自体を移動させることなく、ミルクチューブホルダーに沿ってミルクチューブを摺動させるだけで、ミルクチューブ先端に装着したティートカップの上下位置を変えることができるので、搾乳しようとする実験動物の個体差による乳頭位置変化に対してティートカップの位置をより容易に追従させることができる。
【００１９】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置の他の形態では、さらに、透明な円筒体である集乳容器立てを備えており、該集乳容器立ては集乳容器を保持する縦穴が形成されており、該縦穴の内面には集乳容器内の搾乳量を計量するための目盛りが付されており、前記自在アームの固定部側は前記集乳容器立てに固定されていることを特徴とする。
【００２０】
この形態の自動搾乳装置では、集乳容器立てが拡大鏡としても機能するので、自動搾乳中に搾乳量を随時観察できることに加え、実験者の目によって、搾乳量の計量等も確実に行うことができる。
【００２１】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置で使用する自在アームにおいて、自在アームの前記固定部は、各部材の相対的移動を阻止することを条件に任意の手段で形成することができ、接着剤による貼着固定、止めピンを差し込んだ後にかしめることによる固定などが例として挙げられる。
【００２２】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置で使用する自在アームにおいて、「屈曲自在であり屈曲後にその姿勢を維持することのできる材料からなる長尺部材」には、例として、アルミ板、鉛板、樹脂板等を挙げることができる。樹脂板の具体例としては、ポリエチレン系樹脂を１軸方向に延伸して分子配列を制御した長尺状の樹脂材料（例えば、積水化学工業株式会社製、商品名「フォルテ」）が挙げられる。なかでも、所定範囲の曲率半径で屈曲（湾曲）させた後に手を離してもその湾曲した姿勢をほぼそのまま維持することのできる材料、すなわち、弾性復元力が零に近いかきわめて小さい材料は好ましく、このような材料を適切な大きな弾性復元力を持つバネ鋼である鋼板部材とともに用いることにより、自在アームに所要の屈曲の自在性が与えられる。なお、本発明者の実験によれば、長尺部材として、アルミ板が最適であった。
【００２３】
鋼板部材は鋼板の持つ弾性によって自在アームに耐荷重性を与えるものであり、使用時に自在アームの自由端側に作用する加重を考慮して、実験的に適宜の断面寸法の鋼板部材（バネ鋼）を選択する。それにより、自在アームに所要の弾性と復元性が与えられる。被覆部材は各部材間の密着性を確保するとともに、自在アームの外観形状を整える。なお、ここでいう復元性とは、自己復元性（すなわち、外力を開放したときに弾性により元の姿勢に戻ること）ではなく、外力を与えて自在アームを元の姿勢に戻すときの戻しやすさをいっている。
【００２４】
自在アームを構成する長尺部材と鋼板部材の断面寸法は、自在アームに取り付けるティートカップの荷重に応じて適宜設定する。少なくとも、自在アームとしてティートカップの荷重によって自然変形しないだけの曲げ強度を有することは必要である。鋼板部材が厚すぎると自在アームが自己復元性を持つようになり、位置決めができなくなるので、自己復元性が生じない範囲の厚さのものを選択して用いる。通常、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものを用いる。
【００２５】
被覆部材は、自在アームの自在性に影響を及ぼすことなく、柔軟性と強靱性を備えた材料であることが望ましく、軟質塩化ビニルのような合成樹脂材料が望ましい。中でも、シリコン樹脂材料は好適である。前記積層体と被覆部材との間に隙間があると、鉛板部材と鋼板部材との間にも隙間が生じ、各部材間の摩擦力が低減して位置決め後に自由端が変位（位置ずれ）しやすくなるので、そのような隙間が生じない内径寸法の被覆部材を選定する。被覆部材の外形は任意であり、積層体に外形に沿った形状に限らず、用途によって、角形、円形などを選択してもよい。
【００２６】
積層体の積層構造に限定はない。長尺部材１枚×鋼板部材２枚（１枚の長尺部材の外側にそれぞれ鋼板部材１枚を積層）、長尺部材２枚×鋼板部材３〜４枚（長尺部材２枚の間に鋼板部材１枚または２枚および外側にそれぞれ鋼板部材１枚を積層）、長尺部材３枚×鋼板部材４〜６枚（長尺部材３枚のそれぞれの間に鋼板部材１枚または２枚および外側にそれぞれ鋼板部材１枚を積層）等を例としてあげることができる。
【００２７】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置で使用する自在アームにおいて、必要に応じて、各部材間に、樹脂シートをさらに介装してもよい。それにより各層間の滑りが良好となり、位置決め操作が容易となる。ただし、層間の滑りが良すぎると鋼板部材の復元力が勝ってしまい、位置セット後に位置ずれが生じやすくなることがあるので、そのような場合には、樹脂シートは介装しないようにする。
【００２８】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置を用いることにより、ラットやマウスのような実験動物の乳房から直接に自動搾乳することが可能となる。それにより、搾乳装置による搾乳を中断することなく、装置の運転とはまったく別個に、実験動物に対して吸入麻酔の導入を行う等の作業を行うことができるようになる。また、本発明による実験動物用の自動搾乳装置の好ましい形態においては、自動搾乳中に搾乳量を随時観察し、また計量することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明による実験動物用の自動搾乳装置の一形態を説明する。
【図１】図１は、本発明による実験動物用の自動搾乳装置の一形態の全体構成を示す図。
【図２】図２は、図１に示す装置で用いるティートカップの一例を示す図。
【図３】図３は、図１に示す装置におけるティートカップと集乳容器の部分を示す図。
【図４】図４は、図４ａは本発明による実験動物用の自動搾乳装置で用いる自在アームの一形態を示す全体の斜視図であり、図４ｂは図４ａのｂ−ｂ線での断面図、図４ｃは正面図。
【図５】図５は、図４に示す自在アームの層構造を説明するための模式図。
【図６】図６は、他の形態の自在アームにおける積層体の積層構造を説明する図。
【符号の説明】
【００３０】
Ｂ…基台としての集乳容器スタンド、２…縦穴、３…目盛り、１０…集乳容器、１１…密封栓、１２…第１のミルクチューブ、１３…第２のミルクチューブ、２０…ティートカップ、３１…逆流防止弁、３３Ａ…電磁弁、３４…負圧タンク、３５…真空ポンプ、Ａ，Ａ１…自在アーム、４０…長尺状の積層体、４１…長尺部材、４２…鋼板部材、５０…被覆部材、５１…被覆部材の内部空間、５２…接着剤、５３…自在アームの固定部、５４…止めピン、５５…ミルクチューブホルダー、５６…Ｕ字クリップ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
この実験動物用搾乳装置は、試験管のような透明な円筒体である集乳容器１０に密封栓１１がしてあり、該密封栓１１には第１のミルクチューブ１２および第２のミルクチューブ１３の一端が集乳容器１０内に連通する状態で挿入されている。第１のミルクチューブ１２の他端には、図２に一例を示すティートカップ２０が交換可能な状態で装着され、また、第２のミルクチューブ１３の他端側は逆流防止弁３１、アキュムレータとして機能する負圧タンク３４を介して、真空ポンプ３５に接続している。ティートカップ２０は、図３に示すように、一端を適宜の基台に固定した本発明に固有の自在アームＡの自由端側に支持されており、この例において基台は集乳容器１０のための集乳容器立てＢを兼ねている。なお、この点については、後に詳しく説明する。【００３２】
第２のミルクチューブ１３は第１の分岐管１４ａを有し、そこに圧力センサＳが備えられる。第２のミルクチューブ１３はさらに下流側に第２の分岐管１４ｂを有し、そこに第１の２方向電磁弁３３Ａが備えられていて、第１の２方向電磁弁３３Ａを開くことにより第２の分岐管１４ｂは大気に開放される。第２の分岐管１４ｂより下流において第２のミルクチューブ１３には第２の２方向電磁弁３３Ｂが備えられ、第２の２方向電磁弁３３Ｂを開くことにより、第２のミルクチューブ１３は負圧タンク３４側に連通する。【００３３】
コンピュータＣは圧力センサＳ、第１と第２の電磁弁３３Ａ，３３Ｂおよび真空ポンプ３５との間で情報伝達可能に接続しており、圧力センサＳからの圧力情報の入力、第１と第２の電磁弁３３Ａ，３３Ｂの開閉タイミングの制御出力、真空ポンプ３５の作動制御の出力などを司る。【００３４】
搾乳に当たり、第１と第２の電磁弁３３Ａ，３３Ｂを閉じた状態で真空ポンプ３５を運転し、負圧タンク３４内に陰圧を生成する。所定圧が確立した後、第２の電磁弁３３Ｂを開く。それにより、第２のミルクチューブ１３内の空気は負圧タンク３４内に引き込まれ大気圧から所定の陰圧（設定圧）となる。その時点で第２の電磁弁３３Ｂを閉じる。それにより、設定した陰圧状態が第２のミルクチューブ１３内に確立されかつ維持されて、ティートカップ２０からの吸引が行われる。その状態を一定時間継続させた後、第１の電磁弁３３Ａを開く。それにより、第２のミルクチューブ１３内は大気に開放された状態となり、圧力は大気圧に戻る。その状態を一定時間継続させた後に第１の電磁弁３３Ａを閉じ、再度第２の電磁弁３３Ｂを開く。以下、このサイクルを設定回数繰り返すことにより、ティートカップ２０の先端には反復して陰圧と大気圧が作用して、所要の搾乳が進行する。【００３５】
図２に示すように、この例において、ティートカップ２０は柔らかいゴム製（例えば、シリコンゴム）であり、全体形状は、内径４ｍｍ程度，外径７ｍｍ程度、高さ４ｍｍ程度の円筒形状でありであり、先端は頂面部分（ライナー）２１ａで閉鎖している。頂面部分２１ａは母ラットの乳房が接する裏打ち部分であり、厚みｂ＝０．４ｍｍ程度である。そして、その中央部にはラットの乳頭が入り込む、先端側の直径１．８ｍｍ、後端側の直径１．５ｍｍ程度円錐形をなす挿入孔２２が形成されている。【００３６】
このティートカップ２０では、頂面部分（ライナー）２１ａの挿入孔２２が搾乳期（到達真空度期、吸引期）に、大きく開口し乳頭から乳が吸い出される。吸引された乳は前記した第１のミルクチューブ１２を通って集乳容器１０に貯められる。この頂面部分２１ａに形成した挿入孔２２は、休止期（前記した陰圧が掛かっていない到達大気圧期、大気圧期・マッサージ期）には、自己の復元力によって小さく（すなわち、図２に実線で示す元の姿勢に）閉ざされる。【００３７】
なお、上記した実験動物用の自動搾乳装置において、前記した本発明に固有の自在アームＡによってティートカップ２０が支持される構成を除き、他の構成は、上記特許文献１および特許文献２に記載される公知の搾乳装置と同じである。また、ティートカップ２０も同様に公知のものである。すなわち、図１および図２に示したものは、一つの例示であって、本発明による実験動物用の搾乳装置において、その前提となる、先端に実験動物の乳房にあてがう実験動物用ティートカップ２０を接続したミルクチューブ１２の他端側を集乳容器１０を介して陰圧発生源３４，３５に接続し、陰圧発生源の吸引拍動により実験動物から集乳容器１０に搾乳を行うようにした構成は、これに限られない。【００３８】
前記したように、本発明による実験動物用の自動搾乳装置において、ティートカップ２０は、図４〜図６に示す本発明に固有の自在アームＡの自由端側に支持されており、該自在アームＡの他端側は基台として機能する集乳容器立てＢに固定されている。以下、この構成を説明する。【００３９】
この例において、集乳容器立てＢは円筒形であり、例えば透明なアクリル樹脂のような透明な材料で全体が作られている。集乳容器立てＢの中心には、透明な集乳容器１０を安定的に支持できる大きさの縦穴２が所定深さまで形成されており、該縦穴２の内面には集乳容器１０内の搾乳量を計量するための目盛り３が付されている。【００４０】
集乳容器立てＢは円筒形でありかつ透明であることから、拡大鏡としての機能を果たすことができ、側面から集乳容器立てＢを通して集乳容器１０を観察したときに、集乳容器１０内の容量（搾乳量）および性状をレンズ現象によって拡大して計量および観察することができる。【００４１】
図４〜図６は自在アームＡを示しており、図４は自在アーム全体の斜視図を、図４ｂは図４ａのｂ−ｂ線での断面図を、図４ｃは正面図を示している。図５は図４に示す自在アームＡの層構造を説明するための模式図であり、図６は自在アームの他の層構造を示す模式図である。【００４２】
自在アームＡは、基本的に、長尺状の積層体４０と該積層体４０を外側から被覆する被覆部材５０とで構成される。前記長尺状の積層体４０は、例えばアルミ板または鉛板である屈曲自在であり屈曲後その姿勢を維持することのできる材料からなる長尺部材４１と、長尺部材４１に沿って配置されるバネ鋼である鋼板部材４２とからなる。図示の例において、長尺状の積層体４０は、鋼板部材４２ａ＋長尺部材４１ａ＋鋼板部材４２ｂ＋長尺部材４１ｂ＋鋼板部材４２ｃとからなる５層構造であり、互いに密接しているが、全体を屈曲させたときに相互間で滑りが生じうる状態で積層されている。限定されるものではないが、この例では、長尺部材４１の断面寸法はいずれも２ｍｍ×５ｍｍであり、鋼板部材４２の断面寸法はいずれも０．２ｍｍ×５ｍｍである。【００４３】
被覆部材５０はシリコン樹脂のような樹脂材料で作られており、断面矩形状であり、内部に前記積層体４０が隙間のない状態で入り込むことのできる空間５１を有している。【００４４】
図５ａに模式的に示すように、被覆部材５０の内部空間５１内に前記積層体４０が挿入されて自在アームＡとされており、その一方端（図で左方の端部）には工業用接着剤５２が注入され、接着剤５２が硬化することにより、長尺部材４１と鋼板部材４２と被覆部材５０とが相互の間に相対移動が生じないように一体に固定された固定部５３となっている。固定部５３以外の箇所では、前記したように、長尺部材４１と鋼板部材４２と被覆部材５０とは相互の密接面間で滑りが可能であり、自在アームＡが屈曲したときに生じる長尺部材４１と鋼板部材４２の長手方向の変化は、その他方端（図で右方の端部）である自由端側で吸収される。なお、図５ａでは、図示の関係で、固定部５２を除く他の領域では各部材の間に隙間があるように描いてあるが、実際の製品では、間に隙間が形成されないように被覆部材５０によって圧接されている。【００４５】
この自在アームＡを、例えば、ある半径で弧を描くように湾曲させたとき、前記固定部５３を除いた他の部分では各部材は長手方向の変位が生じ、その変位は、固定部５３を除いた他の部分では各部材間に滑りが生じることから、自由端側で吸収され、図３に模式的に示すように、自由端側では積層体４０の先端に段差が生じる。【００４６】
図５ｂは自在アームＡの固定部５３の他の構成を示す模式図であり、ここでは、さらに止めピン５４が固定部５３に挿通され、端部をかしめることによって、各部材の一体化をより強固にしている。【００４７】
本発明者の実験では、上記した自在アームＡを用いたとき、その自由端を前後左右、上下、傾斜等自由自在に移動することができ、そのように移動して所定位置に位置決めした後は、手を離しても、自由端はその位置に長い時間留まっていることを確認した。比較のために、一方端に接着剤５２を注入しない自在アームについて同様な実験を行ったところ、自由端の移動の自由度は良好であったが、所定位置に位置決めした後に、手を離したところ、自由端に無視できない移動が生じた。これは、固定部５３を有しないことから、積層体４０の両端が自由端となったためと推測される。【００４８】
必須のものではないが、この例において、自在アームＡの自由端には好ましくは樹脂材料で作られるミルクチューブホルダー５５が取り付けてある。ミルクチューブホルダー５５はＵ字クリップ５６を有しており、搾乳時には、図３に示すように、該Ｕ字クリップ５６に第１のミルクチューブ１２が摺動可能に挿入される。また、自在アームＡの固定端５３の側が集乳容器立てＢに適宜の手段で固定される。【００４９】
搾乳に当たっては、図３に示すように、集乳容器立てＢに形成した縦穴２に、透明な集乳容器１０を差し込む。集乳容器１０に密封栓１１を取り付け、該密封栓１１に、ティートカップ２０を取り付けた第１のミルクチューブ１２の他方端および第２のミルクチューブ１３の一端を集乳容器１０内に連通する状態で挿入する。さらに、第１のミルクチューブ１２のティートカップ２０の近傍を、自在アームＡの自由端に取り付けた前記ミルクチューブホルダー５５のＵ字クリップ５６に摺動可能に挿入する。【００５０】
搾乳しようとする実験動物（不図示）を集乳容器立てＢの近くに置き、実験者は、実験動物の乳頭位置にティートカップ２０を移動させ、乳頭に密着させる。ティートカップ２０は前記した本発明に固有の自在アームＡの自由端に取り付けてあり、その移動は円滑であり、かつ乳頭に密着させたティートカップ２０は、実験者が手を離してもその位置に安定的に留まっている。その状態で、図１に基づき説明したようにして実験動物用の自動搾乳装置を作動させ、実験動物からの搾乳を開始する。【００５１】
搾乳された母乳は透明な集乳容器１０内に集乳される。集乳容器立てＢは前記したように拡大鏡としての機能を果たすので、実験者は搾乳の過程を通して集乳容器１０内の容量（搾乳量）および性状をはっきりと計量および観察することができる。また、必要な量の搾乳が完了するまで、装置は完全に自動運転する。そのために、搾乳中、実験者は両手が自由となるので、搾乳装置から離れることができ、搾乳装置による搾乳を中断することなく、実験動物に対して吸入麻酔の導入を行う等の作業を行うことができる。【００５２】
上記の装置において、先端にティートカップ２０を取り付けた第１のミルクチューブ１２は、自在アームＡに装着したミルクチューブホルダー５５のＵ字クリップ５６に摺動可能に取り付けてあるので、必要な場合には、実験動物とティートカップ２０との間の距離を容易に微調整することもできる。【００５３】
自在アームＡにおいて、１軸方向に延伸したポリエチレン樹脂シート（積水化学工業株式会社製、商品名「フォルテ」）をほぼ同じ断面形状となるように積層して形成した長尺部材４１を用いて、上記と同様な自在アームＡを作り、それを用いて上記と同じ搾乳装置を構成してもよい。この場合、１軸延伸材であることから左右の移動は鉛板と比較して不自由となるが、上下および前後の移動は鉛板とほぼ同様であり、所望位置にティートカップ２０を位置決めすることができる。しかし、所定位置に位置決めした後に、手を離すと、ティートカップ２０にわずかな移動が生じる。しかし、実験動物の搾乳が実施できなくするような移動量ではなく、十分に実用に耐えることができる。【００５４】
図６は他の形態の自在アームＡ１における積層体４０の積層構造を示している。ここでは、アルミ板または鉛板である長尺部材４１と鋼板部材４２との層間にポリエチレンのような樹脂シート４６を挟持させている点で、上記した自在アームＡと異なっている。このように樹脂シート４６を層間に挟持することにより、層間の滑りが良好となり、位置決め操作が容易となる。ただし、前記したように、層間の滑りが良すぎると鋼板部材４２の復元力が勝ってしまい、位置決め後に位置ずれが生じやすくなる場合がある。そのようなときには、樹脂シート４６を挟持することは好ましくない。
【実験例】
【００５５】
本発明による実験動物用の自動搾乳装置で使用した自在アームが、長い時間にわたってほぼ同じ曲がった姿勢を維持できることを検証すべく、実験を行った。実験は、図４，図５に示す５層形態の自在アームＡを長尺部材４１の種類のみを替えて２種類用意した。自在アームＡの全長は２７０ｍｍ，鋼板部材４２は断面寸法が厚さ０．２ｍｍ×幅５ｍｍであるバネ鋼、また、被覆部材５０はシリコン樹脂製であり、内寸法５．２ｍｍ×５．２ｍｍ、肉厚１ｍｍである。一端部を工場用接着剤５２で固定した。長尺部材４１は、１つの自在アームＡａは断面寸法が厚さ１．５ｍｍ×幅５ｍｍであるアルミ板、もう一つの自在アームＡｂは断面寸法が厚さ１．５ｍｍ×幅５ｍｍである鉛板とした。
【００５６】
自在アームＡａ、Ａｂの両端を手で持ち、端部同士が接触するまでＵ字状に湾曲させた。それを水平面に敷き詰めたコピー用紙の上に置き、手を離して負荷を開放した後の、両端間の開き距離（ｍｍ）を経時的に測定した。試験はそれぞれについて３回行った。その結果を表１に示す。
【表１】
0005131699.tif 000002
【評価】
【００５７】
アルミ板と鉛板（長尺部材４１）の弾性復元力はバネ鋼である鋼板（鋼板部材４２）と比較して小さく、また、アルミ板と鉛板の弾性復元力は異なっている。そのために、負荷を開放して１分後の開き距離は、自在アームＡａ（アルミ板）と自在アームＡｂ（鉛板）とで異なっているが、双方とも、所定時間経過後に開き距離はほぼ不変の状態となることがわかる。
【００５８】
すなわち、自在アームＡａ（アルミ板）では、負荷を開放した直後の開き距離が６０分経過後にも維持されており、自在アームＡｂ（鉛板）では、負荷を開放して２０分程度は開き距離に変化が見られるが、それ以降は変化が見られない。
【００５９】
負荷開放直後の開きはいわゆるスプリングバックによるものであり、自在アームを通常の実使用で現れる湾曲度以上に湾曲させた結果生じたものである。いずれの自在アームにおいても、その後において、開き距離が不変となった状態が長時間維持されており、負荷に応じて、各材料と寸法を適宜選択することにより、操作が容易でありかつ負荷解放後にアームの自由端側の移動を規制することのできる自在アームが得られることがわかる。このような自在アームは実験動物用の自動搾乳装置における実験動物用ティートカップの保持手段としてきわめて有効である。
【図１】
0005131699.tif 000003
【図２】
0005131699.tif 000004
【図３】
0005131699.tif 000005
【図４】
0005131699.tif 000006
【図５】
0005131699.tif 000007
【図６】
0005131699.tif 000008