(57)【要約】【課題】間欠駆動機構及びこれを用いた給餌装置を提供する。【解決手段】往復動機構１１は、レバー本体１２１の一端側を往復動させることで、レバー本体１２１を、支点部１２２を中心として正逆方向に回動させる。第１凹凸面１３１における第１凹部１３１１と、第２凹凸面１４１における第２凹部１４１１とは、１／２ピッチだけ位相をずらした状態で配置されている。レバー部１２の当接部１２３は、第１凹部１３１１の底部から第２凹凸面１４１の第２傾斜面１４１３に進んで当接し、この第２傾斜面１４１３を押圧しつつ第２凹部１４１１に進むことによって、第２案内部１４を一方向に駆動する。さらに、当接部１２３は、第２凹部１４１１の底部から第１凹凸面１４１の第１傾斜面１３１３に進んで当接し、この第１傾斜面１３１３を押圧しつつ第１凹部１３１１に進むことによって、第２案内部１４を一方向にさらに駆動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動機構と、レバー部と、第１案内部と、第２案内部とを備えており、
前記レバー部は、レバー本体と、支点部と、当接部とを備えており、
前記往復動機構は、前記レバー本体の一端側を往復動させることで、前記レバー本体を、前記支点部を中心として正逆方向に回動させる構成となっており、
前記第１案内部は、所定のピッチで周期的に形成された第１凹部及び第１凸部を有する第１凹凸面を備えており、
前記第１凹部と第１凸部との間には、第１傾斜面が形成されており、
前記第2案内部は、前記第１凹凸面のピッチと実質的に同じピッチで周期的に形成された第２凹部及び第２凸部を有する第２凹凸面を備えており、
前記第２凹部と第２凸部との間には、第２傾斜面が形成されており、
前記第２凹凸面は、前記第１凹凸面との間に間隙を有し、かつ、前記第１凹凸面にほぼ対向して配置されており、
前記第１凹凸面における第１凹部と、前記第２凹凸面における第２凹部とは、１／２ピッチだけ位相をずらした状態で配置されており、
前記第１凹凸面における第１凹部は、前記第２凹凸面における第２傾斜面にほぼ対向しており、前記第２凹凸面における第２凹部は、前記第１凹凸面における第１傾斜面にほぼ対向しており、
また、前記第１案内部と前記第２案内部とは、駆動方向において相対移動しないように固定されており、
前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の他端側に設けられており、
かつ、前記レバー部の当接部は、前記支点部を中心とした前記レバー本体の回動によって、前記第１凹凸面と前記第２凹凸面との間で往復動する構成となっており、
前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の回動によって、前記第１凹部の底部から前記第２凹凸面の第２傾斜面に進んで当接し、この第２傾斜面を押圧しつつ前記第２凹部に進むことによって、前記第２案内部を一方向に駆動させ、
さらに、前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の回動によって、前記第２凹部の底部から前記第１凹凸面の第１傾斜面に進んで当接し、この第１傾斜面を押圧しつつ前記第１凹部に進むことによって、前記第２案内部を一方向にさらに駆動させることを特徴とする間欠駆動装置。
【請求項２】
前記往復動機構は、前記レバー本体の一端側を往動させる往動部と、前記レバー本体の一端側を復動させる復動部とを備えている
請求項１に記載の間欠駆動機構。
【請求項３】
前記往動部及び前記復動部のいずれか一方は、通電によって前記レバー本体の一端側を駆動できるソレノイドアクチュエータであり、他方は、駆動された前記レバー本体の一端側を初期位置に復帰させるバネである
請求項１又は２に記載の間欠駆動機構。
【請求項４】
さらにタイマー部を備えており、
前記タイマー部は、所定時間に前記ソレノイドアクチュエータに通電することにより、前記レバー本体を駆動する構成となっている
請求項３に記載の間欠駆動機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の間欠駆動機構と、給餌機構とを備えており、
前記給餌装置は、前記間欠駆動機構によって間欠的に駆動される移動部と、前記移動部の移動に伴って給餌を行う給餌部とを備えており、
前記移動部の間欠的な移動に伴って、前記給餌部から間欠的に給餌できる構成となっている給餌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間欠駆動機構及びこれを用いた給餌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動物、例えばマウスのサーカディアンリズムを研究するために、対象動物に対して定期的に給餌作業が行われる。この給餌作業は、厳密な時間間隔で行われる必要があり、しかも、給餌間隔が非常に長い（例えば数時間）ため、これを作業員によって行うことは、作業員へのかなりの負担となる。
【０００３】
一方、ペットや家畜へ自動的に給餌を行う給餌装置としては、例えば、常時通電したステップモータを用いて、間欠的に給餌を行うものが提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような給餌装置では、モータに常時給電するために、発熱や動作音が大きくなり、対象動物への影響が発生する。特に、サーカディアンリズムの研究においては、閉鎖空間で給餌を行うため、これらの問題は無視できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の状況に鑑みてなされたものである。本発明は、前記のような問題に適用可能な新規な間欠駆動機構及びこれを用いた給餌装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。
【０００７】
（項目１）
往復動機構と、レバー部と、第１案内部と、第２案内部とを備えており、
前記レバー部は、レバー本体と、支点部と、当接部とを備えており、
前記往復動機構は、前記レバー本体の一端側を往復動させることで、前記レバー本体を、前記支点部を中心として正逆方向に回動させる構成となっており、
前記第１案内部は、所定のピッチで周期的に形成された第１凹部及び第１凸部を有する第１凹凸面を備えており、
前記第１凹部と第１凸部との間には、第１傾斜面が形成されており、
前記第2案内部は、前記第１凹凸面のピッチと実質的に同じピッチで周期的に形成された第２凹部及び第２凸部を有する第２凹凸面を備えており、
前記第２凹部と第２凸部との間には、第２傾斜面が形成されており、
前記第２凹凸面は、前記第１凹凸面との間に間隙を有し、かつ、前記第１凹凸面にほぼ対向して配置されており、
前記第１凹凸面における第１凹部と、前記第２凹凸面における第２凹部とは、１／２ピッチだけ位相をずらした状態で配置されており、
前記第１凹凸面における第１凹部は、前記第２凹凸面における第２傾斜面にほぼ対向しており、前記第２凹凸面における第２凹部は、前記第１凹凸面における第１傾斜面にほぼ対向しており、
また、前記第１案内部と前記第２案内部とは、駆動方向において相対移動しないように固定されており、
前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の他端側に設けられており、
かつ、前記レバー部の当接部は、前記支点部を中心とした前記レバー本体の回動によって、前記第１凹凸面と前記第２凹凸面との間で往復動する構成となっており、
前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の回動によって、前記第１凹部の底部から前記第２凹凸面の第２傾斜面に進んで当接し、この第２傾斜面を押圧しつつ前記第２凹部に進むことによって、前記第２案内部を一方向に駆動させ、
さらに、前記レバー部の当接部は、前記レバー本体の回動によって、前記第２凹部の底部から前記第１凹凸面の第１傾斜面に進んで当接し、この第１傾斜面を押圧しつつ前記第１凹部に進むことによって、前記第２案内部を一方向にさらに駆動させることを特徴とする間欠駆動装置。
【０００８】
この間欠駆動装置によれば、当接部の往動により１／２ピッチの駆動ができ、当接部の復動により、残りの１／２ピッチの駆動ができる。また、この間欠駆動装置を用いて、間欠的に給餌ができる給餌装置を構成することができる。
【０００９】
（項目２）
前記往復動機構は、前記レバー本体の一端側を往動させる往動部と、前記レバー本体の一端側を復動させる復動部とを備えている
項目１に記載の間欠駆動機構。
【００１０】
（項目３）
前記往動部及び前記復動部のいずれか一方は、通電によって前記レバー本体の一端側を駆動できるソレノイドアクチュエータであり、他方は、駆動された前記レバー本体の一端側を初期位置に復帰させるバネである
項目１又は２に記載の間欠駆動機構。
【００１１】
（項目４）
さらにタイマー部を備えており、
前記タイマー部は、所定時間に前記ソレノイドアクチュエータに通電することにより、前記レバー本体を駆動する構成となっている
項目３に記載の間欠駆動機構。
【００１２】
（項目５）
項目１〜４のいずれか１項に記載の間欠駆動機構と、給餌機構とを備えており、
前記給餌装置は、前記間欠駆動機構によって間欠的に駆動される移動部と、前記移動部の移動に伴って給餌を行う給餌部とを備えており、
前記移動部の間欠的な移動に伴って、前記給餌部から間欠的に給餌できる構成となっている給餌装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の間欠駆動機構によれば、非常に簡便な機構により、対象物の間欠駆動を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の間欠駆動機構を用いて給餌装置を構成することにより、給餌作業の省人化を行うことができる。
【００１５】
さらに、駆動機構としてソレノイドアクチュエータを用いた場合には、待機時における発熱や動作音を低くできる。すると、サーカディアンリズムの研究対象である動物への給餌を、サーカディアンリズムへの影響を低く抑えつつ行う事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における給餌装置の概略的構成を示す斜視図である。
【図２】図１の給餌装置の分解斜視図である。
【図３】図１の給餌装置で用いられる間欠駆動機構を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３の間欠駆動機構の動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る給餌装置について説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
（本実施形態の構成）
本実施形態の給餌装置は、間欠駆動機構１（図２及び図３参照）と、給餌機構２（図１及び図２参照）とを備えている。以下の説明では、まず、間欠駆動機構１について説明し、その後、それにより駆動される給餌機構２について説明する。
【００１９】
（間欠駆動機構）
本実施形態の間欠駆動機構１は、往復動機構１１と、レバー部１２と、第１案内部１３と、第２案内部１４と、タイマー部１５とを備えている。
【００２０】
レバー部１２は、レバー本体１２１と、支点部１２２と、当接部１２３とを有している。
【００２１】
往復動機構１１は、レバー本体１２１の一端側を往復動させることで、レバー本体１２１を、支点部１２２を中心として正逆方向に回動させる構成となっている。
【００２２】
具体的には、往復動機構１１は、レバー本体１２１の一端側を往動させる往動部１１１と、レバー本体１２１の一端側を復動させる復動部１１２とを備えている。
【００２３】
さらに具体的には、例えば、往動部１１１は、通電によってレバー本体１２１の一端側を駆動できるソレノイドアクチュエータである。そして例えば、復動部１１２は、駆動されたレバー本体１２１の一端側を初期位置に復帰させるバネである。復動部１１２は、この実施形態では、支点部１２２の軸心に取り付けられている。
【００２４】
第１案内部１３は、所定のピッチで周期的に形成された複数の第１凹部１３１１及び第１凸部１３１２を有する第１凹凸面１３１を備えている。第１凹部１３１１と第１凸部１３１２との間には、第１傾斜面１３１３と、この第１傾斜面１３１３と反対側の稜線を形成する立ち上がり部１３１４とがそれぞれ形成されている。
【００２５】
第２案内部１４は、第１凹凸面１３１のピッチと実質的に同じピッチで周期的に形成された第２凹部１４１１及び第２凸部１４１２を有する第２凹凸面１４１を備えている。第２凹部１４１１と第２凸部１４１２との間には、第２傾斜面１４１３と、この第２傾斜面１４１３と反対側の稜線を形成する立ち上がり部１４１４とが形成されている。
【００２６】
第２凹凸面１４１は、第１凹凸面１３１との間に間隙１８を有し、かつ、第１凹凸面１３１にほぼ対向して配置されている。
【００２７】
また、第２案内部１４は、第１案内部１３に対して、駆動方向における相対移動ができないように固定されている（後述）。
【００２８】
第１凹凸面１３１における第１凹部１３１１と、第２凹凸面１４１における第２凹部１４１１とは、１／２ピッチだけ位相をずらした状態で配置されている。例えば、図４の例では、第１凹部１３１１及び第２凹部１４１１のそれぞれにおけるピッチは３０°に設定されている（図４（ｄ）参照）。そして、両者間の位相ずれ角は、３０°の１／２である１５°に設定されている。
【００２９】
第１凹凸面１３１における第１凹部１３１１は、第２凹凸面１４１における第２傾斜面１４１３にほぼ対向している（図４（ａ）参照）。一方、第２凹凸面１４１における第２凹部１４１１は、第１凹凸面１３１における第１傾斜面１３１３にほぼ対向している。
【００３０】
レバー部１２の当接部１２３は、レバー本体１２１の他端側に設けられている。具体的には、当接部１２３は、レバー本体１２１の他端上面に固定されたピンにより構成されている。
【００３１】
レバー部１２の当接部１２３は、支点部１２２を中心としたレバー本体１２１の回動によって、第１凹凸面１３１と第２凹凸面１４１との間で往復動する構成となっている。
【００３２】
レバー部１２の当接部１２３は、支点部１２２を中心とするレバー本体１２１の回動によって、第１凹部１３１１の底部から第２凹凸面１４１の第２傾斜面１４１３に進んで当接し、この第２傾斜面１４１３を押圧しつつ第２凹部１４１１に進むことによって、第２案内部１４を一方向に駆動させるようになっている（後述）。
【００３３】
さらに、レバー部１２の当接部１２３は、レバー本体１２１の回動によって、第２凹部１４１１の底部から第１凹凸面１３１の第１傾斜面１３１３に進んで当接し、この第１傾斜面１３１３を押圧しつつ第１凹部１３１１に進むことによって、第２案内部１４を一方向にさらに駆動させるようになっている（後述）。
【００３４】
タイマー部１５は、所定時間に前記往動部１１１としてのレノイドアクチュエータに通電することにより、レバー本体１２１を駆動する構成となっている。
【００３５】
（本実施形態の間欠駆動機構の動作）
（初期状態）
次に、図４を主に参照して、前記した間欠駆動機構の動作を詳しく説明する。初期状態では、レバー部１２の当接部１２３が、第１案内部１３の第１凹部１３１１の底部に収納されている状態であるとする（図１（ａ）参照）。この状態では、復動部１１２のばね力により、当接部１２３は、第１凹部１３１１に向けて付勢されている。
【００３６】
（往動部による往動）
タイマー部１５において設定された時間に達すると、往動部１１１としてのソレノイドアクチュエータに通電される。すると、往動部１１１が動作し、レバー本体１２１の一端を、一方向（図４において左方向）に移動させる。これにより、当接部１２３の位置は、第１凹部１３１１から、第１凹部１３１１に対向して存在する第２傾斜面１４１３に向けて進み、この第２傾斜面１４１３に当接する（図４（ａ）参照）。さらに往動部１１１の駆動力によって、当接部１２３が第２傾斜面１４１３に向けてさらに押し込まれる。すると、第２案内部１４は、図４において半時計方向への回転トルクを受ける。これにより、第２案内部１４と、それに固定された第１案内部１３とを、共に、半時計方向へ回転させることができる。
【００３７】
その後、当接部１２３は、第２凹部１４１１まで進み、立ち上がり部１４１４に当接した時点で止まる。これにより、第１案内部１３及び第２案内部１４は、初期位置から１／２ピッチ（この実施形態では１５°）だけ移動したことになる（図４（ｂ）参照）。この状態は、往動部１１１への通電が維持される間、保たれる。往動部１１１への通電時間は、往動による第１・第２案内部１３・１４の駆動に要する時間を考慮して、タイマー部１５において適宜に設定されるが、例えば１秒間程度である。
【００３８】
（復動部による復動）
ついで、往動部１１１への通電が停止されると、当接部１２３は、復動部１１２のばね力によって初期位置に復帰しようとし、その結果、第１案内部１３の第１傾斜面１３１３に当接する（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
さらに復動部１１２のばね力によって、当接部１２３が第１傾斜面１３１３に向けてさらに押し込まれる。すると、第１案内部１３は、図４において半時計方向へのさらなる回転トルクを受ける。これにより、第１案内部１３と、それに固定された第２案内部１４とを、共に、半時計方向へ回転させることができる。
【００４０】
その後、当接部１２３は、第１凹部１３１１まで進み、立ち上がり部１３１４に当接した時点で止まる。このとき、当接部１２３が配置される第１凹部１３１１は、初期状態のものではなく、それに隣接したものとなる。これは、先に説明した往動部１１１の駆動力によって、第１案内部１３が既に半ピッチだけ半時計方向へ回動しているためである。
【００４１】
これにより、第１案内部１３及び第２案内部１４は、図４（ｂ）の位置からさらに１／２ピッチ（この実施形態では１５°）だけ移動したことになる。つまり、初期位置から１ピッチ（この実施形態では３０°）だけ移動したことになる（図４（ｄ））。この状態は、往動部１１１への次の通電が開始されるまでの間、復動部１１２のばね力によって維持される。
【００４２】
図４（ｄ）に示す状態は、図４（ａ）に示す初期状態と同じである（ただし、第１凹部の位置は、初期状態のものの隣である）。したがって、前記した動作を繰り返すことで、第１凹部１３１１及び第２凹部１４１１の位置が一つずつ隣にずれていき、これによって、第１案内部１３と第２案内部１４とを、一方向（この例では半時計方向）に、１ピッチずつ間欠的に駆動することができる。
【００４３】
本実施形態の間欠駆動機構では、往動部１１１の待機時間においては、往動部１１１に通電する必要がないので、省エネルギーであり、また、その間における動作音の発生がなく、さらには、発熱が少ないという利点がある。
【００４４】
（間欠駆動機構を用いた駆動装置）
つぎに、前記した間欠駆動機構１と組み合わされる給餌機構２について、主に図１及び図２を参照しながら説明する。
【００４５】
この給餌機構２は、間欠駆動機構１によって間欠的に駆動される移動部２１と、移動部２１の移動に伴って給餌を行う給餌部２２と、装置全体を支持するための支持体２３とを有している。
【００４６】
移動部２１は、図２に示されるように、薄肉の円板状に形成されている。移動部２１は、適宜なネジ止めによって、第１案内部１３と第２案内部１４とにそれぞれ固定されており、これらの回動に伴って回動するようになっている。また、移動部２１は、第１案内部１３と第２案内部１４とを連結して、これらの間の相対移動を阻止する機能も有している。
【００４７】
給餌部２２は、薄肉円板状とされた支持板２２１と、この支持板２２１の上面に取り付けられた複数の保持部２２２と、シュート部材２２３を備えている。保持部２２２の数は、特に制約されないが、この実施形態では１２個となっている。したがって、保持部２２２どうしの間隔（ピッチ）は、間欠駆動機構１における駆動ピッチに合わせて、３０°となっている。
【００４８】
また、支持板２２１には、各保持部２２２が取り付けられた位置において、厚さ方向に貫通孔２２１１がそれぞれ形成されている。
【００４９】
シュート部材２２３は、全体として薄肉板状に形成されており、支持体２３の上面に固定されている。また、シュート部材２２３の上面は、給餌部２２の底面に接近しており、これによって、保持部２２２に保持されたペレット状の餌（図示せず）が、貫通孔２２１１から下方に落下しないようになっている。
【００５０】
さらに、シュート部材２２３には、切り欠き２２３１が形成されている。この切り欠き２２３１の奥行き及び幅は、保持部２２２の底部に形成された貫通孔２２１１よりわずかに大きい程度となっている。また、切り欠き２２３１は、保持部２２２の回転軌跡に対応する位置に形成されており、保持部２２２によって切り欠き２２３１に運ばれた餌を下方に落下させるようになっている。
【００５１】
前記の構成により、本実施形態の給餌装置は、移動部２１の間欠的な移動に伴って、給餌部２２から間欠的に給餌できる構成となっている。
【００５２】
本実施形態の給餌装置では、前記したように、待機時における発熱やノイズがほとんど無い間欠駆動機構を用いて給餌ができるので、サーカディアンリズムの測定対象である動物の行動への影響がなく、サーカディアンリズムの測定精度を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、この給餌装置では、非常に長時間の間隔を置いて精度良く定期的に給餌を行うことができる。このため、給餌作業における省人化を図ることができる。
【００５４】
さらに、この給餌装置は、全体的な構成が簡易であるために、安価かつ軽量とすることができる。特に給餌装置を軽量とすることによって、マウスゲージの上に給餌装置を置くことが可能となり、マウスのサーカディアンリズムの研究にとって好適である。
【００５５】
なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００５６】
例えば、前記した実施形態では、第１案内部１３と第２案内部１４が所定ピッチで間欠的に回動する構成としたが、直動形とすることも可能である。また、移動方向は、第１傾斜面と第２傾斜面との傾斜方向を適宜に設定することで、前記した例とは反対の方向に移動させることができる。
【００５７】
また、前記実施形態では、往動部１１１の突出状態を初期状態とし、往動部１１１が図４（ａ）における図中右方向に移動する構成としたが、逆に、往動部１１１の退避状態を初期状態とし、突出することで当接部１２３を駆動する構成であってもよい。要するに、往復動機構１１は、当接部１２３を所定の範囲で往復動させることができるものであればよい。
【００５８】
さらに、前記実施形態の給餌装置２では、保持部２２２の数を１２個とし、各保持部２２２間の角度を３０°としたが、これは、間欠駆動機構１による駆動ピッチが３０°であることに整合させたものに過ぎない。保持部２２２の数及びピッチは、間欠駆動機構１におけるピッチに合わせて、適宜に設定することが可能である。
【００５９】
また、前記実施形態の間欠駆動機構１では、第１案内部１３の第１傾斜面１３１３及び立ち上がり部１３１４、並びに、第２案内部１４の第２傾斜面１４１３及び立ち上がり部１４１４をいずれも直線状とした。しかし、これらを曲線状とすることも可能である。例えば、第１傾斜面１３１３及び／又は第２傾斜面１４１３を円弧状とすることにより、間欠駆動の動作が円滑となる可能性がある。
【符号の説明】
【００６０】
１  間欠駆動機構
１１  往復動機構
１１１  往動部
１１２  復動部
１２  レバー部
１２１  レバー本体
１２２  支点部
１２３  当接部
１３  第１案内部
１３１  第１凹凸面
１３１１  第１凹部
１３１２  第１凸部
１３１３  第１傾斜面
１３１４  立ち上がり部
１４  第２案内部
１４１  第２凹凸面
１４１１  第２凹部
１４１２  第２凸部
１４１３  第２傾斜面
１４１４  立ち上がり部
１５  タイマー部
１８  間隙
２  給餌機構
２１  移動部
２２  給餌部
２２１  支持板
２２１１  貫通孔
２２２  保持部
２２３  シュート部材
２３  支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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