自動摂餌量測定装置
【課題】実験用小動物の体重を容易に計測でき、毎日の摂餌量を制御または計測可能な自動摂餌量測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】小動物を収容するケージ４４と、ケージ４４に隣接して設けられケージ４４と連通し小動物が頭部を挿入可能な開口である給餌窓４２を有した餌箱４０とを有する。餌箱４０が載せられ餌箱４０及び内部の餌８４とともに重量を検知する餌用重量センサ３０を備える。餌箱４０の給餌窓４２を開閉可能なシャッタ４６と、シャッタ４６を開閉駆動するシャッタ駆動部５０と、餌用重量センサ３０からの信号を処理するとともに、シャッタ駆動部５０によりシャッタ４６の開閉を制御する制御装置であるマイコン６８とを備える。
【解決手段】小動物を収容するケージ４４と、ケージ４４に隣接して設けられケージ４４と連通し小動物が頭部を挿入可能な開口である給餌窓４２を有した餌箱４０とを有する。餌箱４０が載せられ餌箱４０及び内部の餌８４とともに重量を検知する餌用重量センサ３０を備える。餌箱４０の給餌窓４２を開閉可能なシャッタ４６と、シャッタ４６を開閉駆動するシャッタ駆動部５０と、餌用重量センサ３０からの信号を処理するとともに、シャッタ駆動部５０によりシャッタ４６の開閉を制御する制御装置であるマイコン６８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、実験用小動物の体重、及び摂餌量を計量する自動摂餌量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小動物を用いて肥満やそれに伴う各種疾患（メタボリックシンドローム）などの研究が盛んに行われるようになり、これらの研究に用いるために実験用小動物の摂餌量を測定し制御する必要性が増加してきた。さらに、ダイエットへの関心の高まりにより特定保健用食品の研究等においても、実験動物の摂餌量や体重を測定し、制御する必要性が増大している。
【０００３】
しかしながら、従来は、毎日摂餌量を計量して一定量を給餌する必要があり、この計量等の作業に大変な手間がかかるものであった。この問題に対して、一般的なペレット状に形成された餌の場合、給餌するペレット状の餌の数をカウントして、摂餌量を計測する方法が知られている。
【０００４】
また、実験用小動物の体重を測定する方法は、一般に、直接小動物を手でケージから取り出して秤に載置するか、収容するケージごと秤に載置し、ケージの重さを差し引いて計量されていた。
【０００５】
さらに、特許文献１では、実験用小動物の体重、及び摂餌量を単一の電子計量装置により計測する自動測定装置が開示されている。この自動計測装置では、ケージと摂餌容器は、各々独立した受け板に載置され、その受け板の四隅近傍を、電子天秤に立設された４本の支柱が、非接触に各々貫通し、モータが内蔵され回動可能に形成された爪により、昇降自在に受け板が各々支持されている。そして、例えば、小動物の体重は、ケージを支持する爪が下降し円柱に設けられた係合部に当接すると、ケージ共々計測され、ケージの重さを差し引いて体重が得られるものであった。
【特許文献１】特開平１１−３３７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、実験用小動物に給餌されたペレット状の餌の数をカウントすることが可能であるが、一定量を計測して、且つ一日の摂餌量を制御することはできなかった。また、計測できる餌の形状が、ペレット状に形成されたものに限定されるため、細粒状のものや粉状のもの、練餌など異形状の餌を給餌する際は、計量できなかった。さらに、ペレットの数で摂餌量を計測するため、食べ残しや、食べカスなどが発生すると、正確な摂餌量を計量することは難しかった。
【０００７】
また、体重の計量を行う場合は、実験用小動物を直接手で掴むと、ストレスを与えることになり、正確な実験が難しくなる問題や、複数の動物を用いた実験を行う際には大変手間がかかるなどの問題がある。一方、ケージに収容した状態で体重を計測する場合は、餌屑や排泄物などが体重の計量値に影響を与える可能性があるほか、ケージ内を小動物が動き回ると揺れが発生し、正確に体重を計量することが難しいものであった。
【０００８】
また、特許文献１では、計測用の測定台の受け板を２層構造としているため構造が複雑であり、生産コストが掛かるものであった。また、摂餌容器周辺に餌の食べこぼしが散乱すると、構造が複雑なため清掃作業が面倒で手間が掛かる上、摂餌量の測定に誤差が生じる可能性があった。さらに、毎日の摂餌量を一定量に制御できないものであった。
【０００９】
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、実験用小動物の体重を容易に計測でき、摂餌量を制御または計測可能な自動摂餌量測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、小動物を収容するケージと、このケージに隣接して設けられ前記ケージと連通し前記小動物が頭部を挿入可能な開口を有した餌箱と、前記餌箱が載せられ前記餌箱及び内部の餌とともに重量を検知する餌用重量センサと、前記餌箱の開口を開閉可能なシャッタと、このシャッタを開閉駆動するシャッタ駆動部と、前記餌用重量センサからの信号を処理するとともに、前記シャッタ駆動部により前記シャッタの開閉を制御する制御装置とを備え、前記餌箱の餌重量を検知して前記シャッタを開閉制御する自動摂餌量測定装置である。
【００１１】
さらに、前記ケージに隣接して設けられ内部が暗くなるように形成され前記小動物が前記ケージから移動自在に設けられた体重測定箱と、前記体重測定箱が載せられ前記小動物とともに重量を検知する体重用重量センサとを備え、前記制御装置は、前記体重用重量センサによる検知信号により前記小動物の体重を検知するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の自動摂餌量測定装置によれば、毎日の摂餌量も、自動的に一定量または所定の時間毎等に制御可能であり、食べこぼしの餌による摂餌量の計量誤差も防止できるものである。また、小動物の体重を、直接触れることなく容易に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の自動摂餌量測定装置の一実施形態について、図１〜図５を基にして説明する。この実施形態の自動摂餌量測定装置１０は、実験用小動物の実験飼育に用いられ、体重の計量、及び摂餌量の計量と摂餌制御を行うものである。
【００１４】
この自動摂餌量測定装置１０は、図１に示すように、金属及び樹脂から成る矩形の箱形に装置本体１２が形成されている。この装置本体１２の長手方向の一端面には、図２に示すように、操作パネル１４が形成されている。操作パネル１４の中央には、液晶などによる表示部１６が設けられ、表示部１６の近傍には、校正スイッチ１８が設けられている。また、校正スイッチ１８の側方で操作パネル１４の長手方向の一端部近傍には、電源スイッチ２０が設けられ、その上方には、動物感知ランプ２２が設けられている。表示部１６を中心として反対側の操作パネル１４端部近傍には、短手縁部に沿ってほぼ平行にＬＥＤによる４つの外部入力ランプ２４が、所定間隔で一列に設けられている。さらに、操作パネル１４と反対側に位置する装置本体１２端面には、図示しない電源ケーブルが設けられるほか、図示しない４つの外部センサ入力コネクタ及び、図３に示すように、ＲＳ２３２Ｃコネクタ２６等が設けられている。そのほか、図示しないシャッタ制御用コネクタや図示しないヒューズボックスの取り出し口などが設けられている。
【００１５】
装置本体１２の上面中央には、図１、図２に示すように、略四角形で適宜な厚みを有する位置決めプレート２８が螺子などで取り付けられている。そして、位置決めプレート２８の長手方向の一縁部近傍の装置本体１２上面には、縁部に平行で装置本体１２の上面に対して適宜な隙間を空け、長細い餌重量測定用受台３１が設けられている。餌重量測定用受台３１は、垂直断面がＬ字型に形成された金属板により形成され、図３に示す餌用重量センサ３０に取り付けられている。
【００１６】
また、餌重量測定用受台３１の垂直面の長手方向中央には、上端から適宜な幅で垂直下方に嵌合溝３１ａが設けられている。そして、餌重量測定用受台３１には、透明樹脂により箱形に形成された餌受け３４が載置され、餌受け３４に設けられた貫通孔へ、嵌合溝３１ａに嵌挿された摘み付き螺子３６を挿通し、餌受け３４が餌重量測定用受台３１に締結されている。
【００１７】
餌受け３４は上部が開口し、摘み付き螺子３６で固定された面の上端から舌状に上方に廷出して、餌箱連結部３８が形成されている。さらに、餌受け３４の上部には、図１に示すように、透明な樹脂から成り、箱形に形成された餌箱４０が位置し、餌箱４０の底面側に設けられた開口部に、餌受け３４の餌箱連結部３８が嵌挿されている。また、餌箱４０には、その側面下端中央から垂直上方へ適宜な幅に切り込まれた嵌合溝４０ａが形成されている。そして、餌受け３４の貫通孔に挿通された摘み付き螺子３７と嵌合溝３８ａが嵌合し、餌受け３４に餌箱４０が固定されている。
【００１８】
餌受け３４及び餌箱４０の幅方向両端には、一対の動物感知センサ３２が立設されている。動物感知センサ３２は四角柱状に形成され、その上端部近傍の後述する摂餌窓４８の両側面近傍に、一対の発光部と受光部が位置している。
【００１９】
餌箱４０の嵌合溝４０ａが形成された面の反対面には、矩形の給餌窓４２が形成されている。この餌箱４０内の給餌窓４２に対面する空間には、給餌窓４２の下端部に向かって斜めに傾斜した餌受け板４３が固定されている。餌受け板４３は、餌箱４０内の餌８４が給餌窓４２に向かって自然に滑り落ちて、給餌窓４２で引っ掛かるように形成されている。
【００２０】
装置本体１２上には、餌受け３４と餌箱４０に隣接して、透明な樹脂により箱形に形成され動物を収容するケージ４４が設けられている。ケージ４４は、位置決めプレート２８の四隅近傍に、脚４４ａが位置するように載置され、上部が開口した箱型に形成されている。ケージ４４の、餌箱４０の給餌窓４２と対向する側面には、給餌窓４２とほぼ等しい大きさの開口である摂餌窓４８が形成されている。そして、摂餌窓４８には、スライド可能なシャッタ４６が水平方向に開閉自在に設けられている。
【００２１】
シャッタ４６は、その中央に長手方向に細長い摺動溝４８ａが形成され、ケージ４４側面に設けられたガイド突起４９に摺動可能に支持されている。ケージ４４の側面には、シャッタ４６をスライドさせる箱形のシャッタ駆動部５０が脱着可能に取り付けられ、ケージ４４の端に位置するシャッタ４６の端部は、シャッタ駆動部５０内部にてシャッタ用モータ５２により駆動される開閉機構に連結されている。さらに、シャッタ駆動部５０内部には、シャッタ４６の開閉状態を検知するシャッタ開閉センサ５４が取り付けられている。
【００２２】
ケージ４４上部の開口面には、ケージ４４と同素材から成る透明な蓋５６が被せられ、蓋５６には、適宜な形状の図示しない貫通穴が、所定間隔に複数設けられている。また、ケージ４４の下方には、透明な樹脂から成る四角い箱形のトレイ５８が、ケージ４４の長手方向一端面から引き出し可能に収納されている。トレイ５８は、ケージ４４内に位置する上面が開口し、ケージ４４の側面側の引き出し面には、取手５８ａが設けられている。さらに、トレイ５８の底面より上方には、図示しない金属製の網が敷かれている。
【００２３】
摂餌窓４８が設けられたケージ４４の側面に対面する側面のほぼ同位置には、摂餌窓４８とほぼ同形状に開口し、小動物が通過可能な移動口６０が形成されている。そして、この移動口６０と連通可能に形成された出入り口６２ａを有する体重測定箱６２が、ケージ４４に隣接して、装置本体１２上に設けられている。
【００２４】
体重測定箱６２は、不透明な樹脂から成る四角い箱形に形成され、内部が暗くなるように形成されている。体重測定箱６２は、装置本体１２の上面に設けられ、餌重量測定用受台３１と同様の形状に形成された体重測定用受台６５の上に載置されている。体重測定用受台６５は、垂直断面がＬ字型に形成された金属板により形成され、図３に示す体重用重量センサ６４に取り付けられている。また、体重測定用受台６５の垂直面の長手方向中央には、上端から適宜な幅で垂直下方に嵌合溝が設けられ、体重測定箱６２に設けられた貫通孔へ、嵌合溝に嵌挿された摘み付き螺子３６を挿通し、体重測定箱６２が体重測定用受台６５に固定されている。
【００２５】
次に、この自動摂餌量測定装置１０の制御装置及び動作について説明する。図３、図４に示すように、まず、電源スイッチ２０をＯＮにすると、装置本体１２に内蔵する制御基板６６に実装されたマイコン６８により、マイコン６８内部のメモリ及び表示部１６などの初期化処理が行われる（Ｓ１）。次に、校正済みでない場合や、再校正を行う際には、校正処理が実行される（Ｓ２）。校正処理は、餌用重量センサ３０及び体重用重量センサ６４の目盛りを所定の基準値に合わせる処理である。そして、順次、各種処理が実行される。
【００２６】
まず、外部センサ７０の入力がある場合は、入力した外部センサ信号の処理を行う（Ｓ３）。外部センサ７０から入力する信号は、予めデジタル化された信号であり、マイコン６８によりカウント処理などが実行される。また、入力は例えば４ｃｈ独立して入力され、外部センサ入力ランプ２４は、外部センサ７０からの入力状態に連動して表示される。
【００２７】
続いて、通常の測定処理が実行される。通常の測定処理では、餌量及び体重の計量処理が実行される。例えば、餌量は、餌用重量センサ３０から入力したアナログ信号が差動アンプ７２により増幅され、基準電圧ＩＣ７６が接続されたＡ／Ｄコンバータ７４によりデジタル信号に変換され、マイコン６８に入力される。そして、マイコン６８にて演算処理され、グラム単位で重量表示処理（Ｓ４）が行われ、表示部１６へ表示信号が送られてグラム単位で表示される。また、動物感知センサ３２の検出信号は、デジタル信号としてマイコン６８に入力され、同時に入力状態に応じて、マイコン６８からの信号により、動物感知ランプ２２が点滅制御される。
【００２８】
さらに、パソコン７８からコマンド受信があった場合は、あらかじめ規定されたコマンドに応じたコマンド処理（Ｓ５）が実行される。例えば、図５に示すように、パソコン７８からデータ要求があった場合は、コマンドの要求に応じて、データ送信処理（Ｓ６）が実行される。測定中に、パソコン７８からのデータ要求コマンドを受信した場合は、餌の重量値、小動物の体重、各外部センサのカウント値等を４ｃｈ分送信する。このデータを受信したパソコン７８では、専用ソフトウェアにより時系列にデータ保存され、時間毎の摂餌量や体重の増減がデータ管理される。
【００２９】
また、シャッタ制御のコマンドを受信した場合は、シャッタ用開閉センサ５４によりシャッタ４６の開閉状態を入力するとともに、シャッタ４６をスライド開閉させるシャッタ駆動部５０のシャッタ用モータ５２に、モータ用ドライバ８０を介してマイコン６８からシャッタ開閉処理（Ｓ７）を実行する。
【００３０】
次に、この自動摂餌量測定装置１０の使用方法について説明する。まず、パソコン７８に専用ソフトウェアをインストールして、実行可能にしておく。次に、トレイ５８に床敷きを入れ、ケージ４４のシャッタ４６を閉め、ねずみなどの実験用小動物を入れて蓋５６をする。このケージ４４を、装置本体１２上面の位置決めプレート２８の四隅近傍に脚４４ａが位置するようにケージ４４を載置する。
【００３１】
続いて、餌受け３４を餌重量測定用受台３１に載置し、摘み付き螺子３６により締結する。このとき、餌重量測定用受台３１に載置した餌受け３４とケージ４４が接触しないように注意する。餌受け３４の上方に、餌８４を入れた餌箱４０を位置させ、餌箱連結部３８を餌箱４０に嵌挿し、餌箱４０側面の貫通溝４０ａに摘み付き螺子３７を貫通させて餌受け３４と餌箱４０を連結する。また、体重測定用受台６５の上に、体重計測箱６２を載置し、摘み付き螺子３６により締結する。
【００３２】
次に、ケージ４４側面に、シャッタ駆動部５０を取り付ける。このとき、ケージ４４の端側近傍に位置するシャッタ４６の端部を、シャッタ駆動部５０内部にてシャッタ用モータ５２による開閉機構と連結させる。そして、パソコン７８と装置本体１２のＲＳ２３２Ｃコネクタに、通信ケーブルを通信可能に接続する。
【００３３】
最後に、装置本体１２の電源スイッチ２０をいれて、起動する。このとき、餌用重量センサ３０及び体重用重量センサ６４が、校正済みでない場合、または再校正を行う場合は、操作パネル１４に設けられた校正スイッチ１８を押した状態で、電源スイッチ２０をＯＮし校正を行う。校正を行った場合は、一度電源をＯＦＦにして、再起動する。また、１台のパソコン７８に複数の自動摂餌量測定装置１０を接続する場合は、各自動摂餌量測定装置１０を、マルチプレクサ８２を介してパソコン７８に接続する。
【００３４】
この実施形態の自動摂餌量測定装置１０による体重測定は、実験用小動物が好む暗い部屋状態に形成された体重測定箱６２に、小動物が自発的に移動した際の体重用重量センサ６４の出力を基に、所定の演算処理により自動的に体重が検知される。そして、上記処理により測定された体重は、測定時間や測定回数とともに記録される。また、餌量は、餌箱４０に入れられた状態で餌箱４０と餌受け３４ともに餌用重量センサ３０により検知され、上記処理により測定され、記録される。ここで、実験用小動物が餌を食べるのは、シャッタ４６が開けられた状態で、摂餌窓４８及び給餌窓４２に頭部を入れて餌８４をかじる。従って、ケージ４４内へ餌８４を持ち込むことはなく、食べこぼした餌８４は、餌受け３４内にこぼれて受けられ、食べ残した餌とともに餌残量として測定される。
【００３５】
その他、動物感知センサ３２により、餌８４を食べに来た回数を計数することができ、シャッタ駆動部５０によるシャッタ４６の開閉制御により、餌８４を定期的に一定時間だけ、または一定量だけ食べることができるように制御することも可能である。即ち、シャッタ４６を１日の内一定時間のみ開いておく、またはシャッタ４６を開いている間に食べた餌の量が一定量に達すると、シャッタ４６を閉じる、等の制御を行うことができる。
【００３６】
この実施形態の自動摂餌量測定装置１０によれば、実験用小動物の体重は、小動物が自発的に暗い体重測定箱６２に移動した際に自動的に計量されるため、直接触れることなく計量でき、与えるストレスを低減し、容易に正確な実験を可能とするものである。また、体重を計量した体重用重量センサ６４からのアナログ電気信号は、デジタル化してマイコン６８内部にて演算処理されて、グラム単位の重量データに変換し表示部に表示され、正確な体重が容易に確認できるものである。
【００３７】
また、毎日の摂餌量に関しては、ケージ４４の摂餌窓４８に設けられたシャッタ４６と、シャッタ駆動部５０により、シャッタ４６は自動的に開閉可能であり、パソコン７８から摂餌制限を行うためのシャッタ制御コマンドを受信した場合は、シャッタ駆動部５０を制御することにより、摂餌窓４８はシャッタ４６により開閉され、摂餌量や摂餌時間の管理を可能にしている。さらに、餌量を測定するための餌用重量センサ３０のアナログ電気信号は、デジタル化し、マイコン６８内部にて演算処理され、グラム単位で重量データに変換し表示部１６に表示可能であり、正確な摂餌量管理が可能である。
【００３８】
さらに、餌量や体重等の計量データ以外にも、動物の行動量や飲水量等を検出する外部センサ７０を接続することにより、外部センサ７０のデジタル出力信号が入力可能なものである。そして、パソコン７８からの通信コマンドを受信した場合は、コマンドに応じて、各処理が実行中でも、パソコン７８からの要求データが送信される。そして、パソコン７８では、専用ソフトウェアにより時系列にデータ保存され、時間毎の摂餌量や体重の増減のデータ管理が容易に可能である。
【００３９】
そのほか、給餌窓４２近傍には、動物感知センサ３２が設置され、動物が摂餌中の状態を検出可能なため、摂餌量とあわせて摂食回数、頻度等の解析も可能に形成されている。
【００４０】
また、自動摂餌量測定装置１０とパソコン７８の通信回線の間に、マルチプレクサ８２を介することにより、１台のパソコン７８で複数接続可能なため、同時に複数の制御及びデータ管理が可能なものである。
【００４１】
なお、この発明の自動摂餌量測定装置は上記実施形態に限定されるものではなく、ケージの大きさに合わせて、体重計、及び餌箱、シャッタ装置本体の各取り付け位置は適宜設定可能なものである。さらに、各部材の形状や素材など適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態の自動摂餌量測定装置を示す側面図である。
【図２】この実施形態の自動摂餌量測定装置を示す正面図である。
【図３】この実施形態の自動摂餌量測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この実施形態の自動摂餌量測定装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】この実施形態の自動摂餌量測定装置のコマンド処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 自動摂餌量測定装置
１２ 装置本体
３０ 餌用重量センサ
３２ 動物感知センサ
３４ 餌受け
４０ 餌箱
４２ 給餌窓
４４ ケージ
４６ シャッタ
４８ 摂餌窓
５０ シャッタ駆動部
５２ シャッタ用モータ
５４ シャッタ開閉センサ
５８ トレイ
６２ 体重測定箱
６４ 体重用重量センサ
６８ マイコン
８４ 餌
【技術分野】
【０００１】
この発明は、実験用小動物の体重、及び摂餌量を計量する自動摂餌量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小動物を用いて肥満やそれに伴う各種疾患（メタボリックシンドローム）などの研究が盛んに行われるようになり、これらの研究に用いるために実験用小動物の摂餌量を測定し制御する必要性が増加してきた。さらに、ダイエットへの関心の高まりにより特定保健用食品の研究等においても、実験動物の摂餌量や体重を測定し、制御する必要性が増大している。
【０００３】
しかしながら、従来は、毎日摂餌量を計量して一定量を給餌する必要があり、この計量等の作業に大変な手間がかかるものであった。この問題に対して、一般的なペレット状に形成された餌の場合、給餌するペレット状の餌の数をカウントして、摂餌量を計測する方法が知られている。
【０００４】
また、実験用小動物の体重を測定する方法は、一般に、直接小動物を手でケージから取り出して秤に載置するか、収容するケージごと秤に載置し、ケージの重さを差し引いて計量されていた。
【０００５】
さらに、特許文献１では、実験用小動物の体重、及び摂餌量を単一の電子計量装置により計測する自動測定装置が開示されている。この自動計測装置では、ケージと摂餌容器は、各々独立した受け板に載置され、その受け板の四隅近傍を、電子天秤に立設された４本の支柱が、非接触に各々貫通し、モータが内蔵され回動可能に形成された爪により、昇降自在に受け板が各々支持されている。そして、例えば、小動物の体重は、ケージを支持する爪が下降し円柱に設けられた係合部に当接すると、ケージ共々計測され、ケージの重さを差し引いて体重が得られるものであった。
【特許文献１】特開平１１−３３７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、実験用小動物に給餌されたペレット状の餌の数をカウントすることが可能であるが、一定量を計測して、且つ一日の摂餌量を制御することはできなかった。また、計測できる餌の形状が、ペレット状に形成されたものに限定されるため、細粒状のものや粉状のもの、練餌など異形状の餌を給餌する際は、計量できなかった。さらに、ペレットの数で摂餌量を計測するため、食べ残しや、食べカスなどが発生すると、正確な摂餌量を計量することは難しかった。
【０００７】
また、体重の計量を行う場合は、実験用小動物を直接手で掴むと、ストレスを与えることになり、正確な実験が難しくなる問題や、複数の動物を用いた実験を行う際には大変手間がかかるなどの問題がある。一方、ケージに収容した状態で体重を計測する場合は、餌屑や排泄物などが体重の計量値に影響を与える可能性があるほか、ケージ内を小動物が動き回ると揺れが発生し、正確に体重を計量することが難しいものであった。
【０００８】
また、特許文献１では、計測用の測定台の受け板を２層構造としているため構造が複雑であり、生産コストが掛かるものであった。また、摂餌容器周辺に餌の食べこぼしが散乱すると、構造が複雑なため清掃作業が面倒で手間が掛かる上、摂餌量の測定に誤差が生じる可能性があった。さらに、毎日の摂餌量を一定量に制御できないものであった。
【０００９】
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、実験用小動物の体重を容易に計測でき、摂餌量を制御または計測可能な自動摂餌量測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、小動物を収容するケージと、このケージに隣接して設けられ前記ケージと連通し前記小動物が頭部を挿入可能な開口を有した餌箱と、前記餌箱が載せられ前記餌箱及び内部の餌とともに重量を検知する餌用重量センサと、前記餌箱の開口を開閉可能なシャッタと、このシャッタを開閉駆動するシャッタ駆動部と、前記餌用重量センサからの信号を処理するとともに、前記シャッタ駆動部により前記シャッタの開閉を制御する制御装置とを備え、前記餌箱の餌重量を検知して前記シャッタを開閉制御する自動摂餌量測定装置である。
【００１１】
さらに、前記ケージに隣接して設けられ内部が暗くなるように形成され前記小動物が前記ケージから移動自在に設けられた体重測定箱と、前記体重測定箱が載せられ前記小動物とともに重量を検知する体重用重量センサとを備え、前記制御装置は、前記体重用重量センサによる検知信号により前記小動物の体重を検知するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の自動摂餌量測定装置によれば、毎日の摂餌量も、自動的に一定量または所定の時間毎等に制御可能であり、食べこぼしの餌による摂餌量の計量誤差も防止できるものである。また、小動物の体重を、直接触れることなく容易に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の自動摂餌量測定装置の一実施形態について、図１〜図５を基にして説明する。この実施形態の自動摂餌量測定装置１０は、実験用小動物の実験飼育に用いられ、体重の計量、及び摂餌量の計量と摂餌制御を行うものである。
【００１４】
この自動摂餌量測定装置１０は、図１に示すように、金属及び樹脂から成る矩形の箱形に装置本体１２が形成されている。この装置本体１２の長手方向の一端面には、図２に示すように、操作パネル１４が形成されている。操作パネル１４の中央には、液晶などによる表示部１６が設けられ、表示部１６の近傍には、校正スイッチ１８が設けられている。また、校正スイッチ１８の側方で操作パネル１４の長手方向の一端部近傍には、電源スイッチ２０が設けられ、その上方には、動物感知ランプ２２が設けられている。表示部１６を中心として反対側の操作パネル１４端部近傍には、短手縁部に沿ってほぼ平行にＬＥＤによる４つの外部入力ランプ２４が、所定間隔で一列に設けられている。さらに、操作パネル１４と反対側に位置する装置本体１２端面には、図示しない電源ケーブルが設けられるほか、図示しない４つの外部センサ入力コネクタ及び、図３に示すように、ＲＳ２３２Ｃコネクタ２６等が設けられている。そのほか、図示しないシャッタ制御用コネクタや図示しないヒューズボックスの取り出し口などが設けられている。
【００１５】
装置本体１２の上面中央には、図１、図２に示すように、略四角形で適宜な厚みを有する位置決めプレート２８が螺子などで取り付けられている。そして、位置決めプレート２８の長手方向の一縁部近傍の装置本体１２上面には、縁部に平行で装置本体１２の上面に対して適宜な隙間を空け、長細い餌重量測定用受台３１が設けられている。餌重量測定用受台３１は、垂直断面がＬ字型に形成された金属板により形成され、図３に示す餌用重量センサ３０に取り付けられている。
【００１６】
また、餌重量測定用受台３１の垂直面の長手方向中央には、上端から適宜な幅で垂直下方に嵌合溝３１ａが設けられている。そして、餌重量測定用受台３１には、透明樹脂により箱形に形成された餌受け３４が載置され、餌受け３４に設けられた貫通孔へ、嵌合溝３１ａに嵌挿された摘み付き螺子３６を挿通し、餌受け３４が餌重量測定用受台３１に締結されている。
【００１７】
餌受け３４は上部が開口し、摘み付き螺子３６で固定された面の上端から舌状に上方に廷出して、餌箱連結部３８が形成されている。さらに、餌受け３４の上部には、図１に示すように、透明な樹脂から成り、箱形に形成された餌箱４０が位置し、餌箱４０の底面側に設けられた開口部に、餌受け３４の餌箱連結部３８が嵌挿されている。また、餌箱４０には、その側面下端中央から垂直上方へ適宜な幅に切り込まれた嵌合溝４０ａが形成されている。そして、餌受け３４の貫通孔に挿通された摘み付き螺子３７と嵌合溝３８ａが嵌合し、餌受け３４に餌箱４０が固定されている。
【００１８】
餌受け３４及び餌箱４０の幅方向両端には、一対の動物感知センサ３２が立設されている。動物感知センサ３２は四角柱状に形成され、その上端部近傍の後述する摂餌窓４８の両側面近傍に、一対の発光部と受光部が位置している。
【００１９】
餌箱４０の嵌合溝４０ａが形成された面の反対面には、矩形の給餌窓４２が形成されている。この餌箱４０内の給餌窓４２に対面する空間には、給餌窓４２の下端部に向かって斜めに傾斜した餌受け板４３が固定されている。餌受け板４３は、餌箱４０内の餌８４が給餌窓４２に向かって自然に滑り落ちて、給餌窓４２で引っ掛かるように形成されている。
【００２０】
装置本体１２上には、餌受け３４と餌箱４０に隣接して、透明な樹脂により箱形に形成され動物を収容するケージ４４が設けられている。ケージ４４は、位置決めプレート２８の四隅近傍に、脚４４ａが位置するように載置され、上部が開口した箱型に形成されている。ケージ４４の、餌箱４０の給餌窓４２と対向する側面には、給餌窓４２とほぼ等しい大きさの開口である摂餌窓４８が形成されている。そして、摂餌窓４８には、スライド可能なシャッタ４６が水平方向に開閉自在に設けられている。
【００２１】
シャッタ４６は、その中央に長手方向に細長い摺動溝４８ａが形成され、ケージ４４側面に設けられたガイド突起４９に摺動可能に支持されている。ケージ４４の側面には、シャッタ４６をスライドさせる箱形のシャッタ駆動部５０が脱着可能に取り付けられ、ケージ４４の端に位置するシャッタ４６の端部は、シャッタ駆動部５０内部にてシャッタ用モータ５２により駆動される開閉機構に連結されている。さらに、シャッタ駆動部５０内部には、シャッタ４６の開閉状態を検知するシャッタ開閉センサ５４が取り付けられている。
【００２２】
ケージ４４上部の開口面には、ケージ４４と同素材から成る透明な蓋５６が被せられ、蓋５６には、適宜な形状の図示しない貫通穴が、所定間隔に複数設けられている。また、ケージ４４の下方には、透明な樹脂から成る四角い箱形のトレイ５８が、ケージ４４の長手方向一端面から引き出し可能に収納されている。トレイ５８は、ケージ４４内に位置する上面が開口し、ケージ４４の側面側の引き出し面には、取手５８ａが設けられている。さらに、トレイ５８の底面より上方には、図示しない金属製の網が敷かれている。
【００２３】
摂餌窓４８が設けられたケージ４４の側面に対面する側面のほぼ同位置には、摂餌窓４８とほぼ同形状に開口し、小動物が通過可能な移動口６０が形成されている。そして、この移動口６０と連通可能に形成された出入り口６２ａを有する体重測定箱６２が、ケージ４４に隣接して、装置本体１２上に設けられている。
【００２４】
体重測定箱６２は、不透明な樹脂から成る四角い箱形に形成され、内部が暗くなるように形成されている。体重測定箱６２は、装置本体１２の上面に設けられ、餌重量測定用受台３１と同様の形状に形成された体重測定用受台６５の上に載置されている。体重測定用受台６５は、垂直断面がＬ字型に形成された金属板により形成され、図３に示す体重用重量センサ６４に取り付けられている。また、体重測定用受台６５の垂直面の長手方向中央には、上端から適宜な幅で垂直下方に嵌合溝が設けられ、体重測定箱６２に設けられた貫通孔へ、嵌合溝に嵌挿された摘み付き螺子３６を挿通し、体重測定箱６２が体重測定用受台６５に固定されている。
【００２５】
次に、この自動摂餌量測定装置１０の制御装置及び動作について説明する。図３、図４に示すように、まず、電源スイッチ２０をＯＮにすると、装置本体１２に内蔵する制御基板６６に実装されたマイコン６８により、マイコン６８内部のメモリ及び表示部１６などの初期化処理が行われる（Ｓ１）。次に、校正済みでない場合や、再校正を行う際には、校正処理が実行される（Ｓ２）。校正処理は、餌用重量センサ３０及び体重用重量センサ６４の目盛りを所定の基準値に合わせる処理である。そして、順次、各種処理が実行される。
【００２６】
まず、外部センサ７０の入力がある場合は、入力した外部センサ信号の処理を行う（Ｓ３）。外部センサ７０から入力する信号は、予めデジタル化された信号であり、マイコン６８によりカウント処理などが実行される。また、入力は例えば４ｃｈ独立して入力され、外部センサ入力ランプ２４は、外部センサ７０からの入力状態に連動して表示される。
【００２７】
続いて、通常の測定処理が実行される。通常の測定処理では、餌量及び体重の計量処理が実行される。例えば、餌量は、餌用重量センサ３０から入力したアナログ信号が差動アンプ７２により増幅され、基準電圧ＩＣ７６が接続されたＡ／Ｄコンバータ７４によりデジタル信号に変換され、マイコン６８に入力される。そして、マイコン６８にて演算処理され、グラム単位で重量表示処理（Ｓ４）が行われ、表示部１６へ表示信号が送られてグラム単位で表示される。また、動物感知センサ３２の検出信号は、デジタル信号としてマイコン６８に入力され、同時に入力状態に応じて、マイコン６８からの信号により、動物感知ランプ２２が点滅制御される。
【００２８】
さらに、パソコン７８からコマンド受信があった場合は、あらかじめ規定されたコマンドに応じたコマンド処理（Ｓ５）が実行される。例えば、図５に示すように、パソコン７８からデータ要求があった場合は、コマンドの要求に応じて、データ送信処理（Ｓ６）が実行される。測定中に、パソコン７８からのデータ要求コマンドを受信した場合は、餌の重量値、小動物の体重、各外部センサのカウント値等を４ｃｈ分送信する。このデータを受信したパソコン７８では、専用ソフトウェアにより時系列にデータ保存され、時間毎の摂餌量や体重の増減がデータ管理される。
【００２９】
また、シャッタ制御のコマンドを受信した場合は、シャッタ用開閉センサ５４によりシャッタ４６の開閉状態を入力するとともに、シャッタ４６をスライド開閉させるシャッタ駆動部５０のシャッタ用モータ５２に、モータ用ドライバ８０を介してマイコン６８からシャッタ開閉処理（Ｓ７）を実行する。
【００３０】
次に、この自動摂餌量測定装置１０の使用方法について説明する。まず、パソコン７８に専用ソフトウェアをインストールして、実行可能にしておく。次に、トレイ５８に床敷きを入れ、ケージ４４のシャッタ４６を閉め、ねずみなどの実験用小動物を入れて蓋５６をする。このケージ４４を、装置本体１２上面の位置決めプレート２８の四隅近傍に脚４４ａが位置するようにケージ４４を載置する。
【００３１】
続いて、餌受け３４を餌重量測定用受台３１に載置し、摘み付き螺子３６により締結する。このとき、餌重量測定用受台３１に載置した餌受け３４とケージ４４が接触しないように注意する。餌受け３４の上方に、餌８４を入れた餌箱４０を位置させ、餌箱連結部３８を餌箱４０に嵌挿し、餌箱４０側面の貫通溝４０ａに摘み付き螺子３７を貫通させて餌受け３４と餌箱４０を連結する。また、体重測定用受台６５の上に、体重計測箱６２を載置し、摘み付き螺子３６により締結する。
【００３２】
次に、ケージ４４側面に、シャッタ駆動部５０を取り付ける。このとき、ケージ４４の端側近傍に位置するシャッタ４６の端部を、シャッタ駆動部５０内部にてシャッタ用モータ５２による開閉機構と連結させる。そして、パソコン７８と装置本体１２のＲＳ２３２Ｃコネクタに、通信ケーブルを通信可能に接続する。
【００３３】
最後に、装置本体１２の電源スイッチ２０をいれて、起動する。このとき、餌用重量センサ３０及び体重用重量センサ６４が、校正済みでない場合、または再校正を行う場合は、操作パネル１４に設けられた校正スイッチ１８を押した状態で、電源スイッチ２０をＯＮし校正を行う。校正を行った場合は、一度電源をＯＦＦにして、再起動する。また、１台のパソコン７８に複数の自動摂餌量測定装置１０を接続する場合は、各自動摂餌量測定装置１０を、マルチプレクサ８２を介してパソコン７８に接続する。
【００３４】
この実施形態の自動摂餌量測定装置１０による体重測定は、実験用小動物が好む暗い部屋状態に形成された体重測定箱６２に、小動物が自発的に移動した際の体重用重量センサ６４の出力を基に、所定の演算処理により自動的に体重が検知される。そして、上記処理により測定された体重は、測定時間や測定回数とともに記録される。また、餌量は、餌箱４０に入れられた状態で餌箱４０と餌受け３４ともに餌用重量センサ３０により検知され、上記処理により測定され、記録される。ここで、実験用小動物が餌を食べるのは、シャッタ４６が開けられた状態で、摂餌窓４８及び給餌窓４２に頭部を入れて餌８４をかじる。従って、ケージ４４内へ餌８４を持ち込むことはなく、食べこぼした餌８４は、餌受け３４内にこぼれて受けられ、食べ残した餌とともに餌残量として測定される。
【００３５】
その他、動物感知センサ３２により、餌８４を食べに来た回数を計数することができ、シャッタ駆動部５０によるシャッタ４６の開閉制御により、餌８４を定期的に一定時間だけ、または一定量だけ食べることができるように制御することも可能である。即ち、シャッタ４６を１日の内一定時間のみ開いておく、またはシャッタ４６を開いている間に食べた餌の量が一定量に達すると、シャッタ４６を閉じる、等の制御を行うことができる。
【００３６】
この実施形態の自動摂餌量測定装置１０によれば、実験用小動物の体重は、小動物が自発的に暗い体重測定箱６２に移動した際に自動的に計量されるため、直接触れることなく計量でき、与えるストレスを低減し、容易に正確な実験を可能とするものである。また、体重を計量した体重用重量センサ６４からのアナログ電気信号は、デジタル化してマイコン６８内部にて演算処理されて、グラム単位の重量データに変換し表示部に表示され、正確な体重が容易に確認できるものである。
【００３７】
また、毎日の摂餌量に関しては、ケージ４４の摂餌窓４８に設けられたシャッタ４６と、シャッタ駆動部５０により、シャッタ４６は自動的に開閉可能であり、パソコン７８から摂餌制限を行うためのシャッタ制御コマンドを受信した場合は、シャッタ駆動部５０を制御することにより、摂餌窓４８はシャッタ４６により開閉され、摂餌量や摂餌時間の管理を可能にしている。さらに、餌量を測定するための餌用重量センサ３０のアナログ電気信号は、デジタル化し、マイコン６８内部にて演算処理され、グラム単位で重量データに変換し表示部１６に表示可能であり、正確な摂餌量管理が可能である。
【００３８】
さらに、餌量や体重等の計量データ以外にも、動物の行動量や飲水量等を検出する外部センサ７０を接続することにより、外部センサ７０のデジタル出力信号が入力可能なものである。そして、パソコン７８からの通信コマンドを受信した場合は、コマンドに応じて、各処理が実行中でも、パソコン７８からの要求データが送信される。そして、パソコン７８では、専用ソフトウェアにより時系列にデータ保存され、時間毎の摂餌量や体重の増減のデータ管理が容易に可能である。
【００３９】
そのほか、給餌窓４２近傍には、動物感知センサ３２が設置され、動物が摂餌中の状態を検出可能なため、摂餌量とあわせて摂食回数、頻度等の解析も可能に形成されている。
【００４０】
また、自動摂餌量測定装置１０とパソコン７８の通信回線の間に、マルチプレクサ８２を介することにより、１台のパソコン７８で複数接続可能なため、同時に複数の制御及びデータ管理が可能なものである。
【００４１】
なお、この発明の自動摂餌量測定装置は上記実施形態に限定されるものではなく、ケージの大きさに合わせて、体重計、及び餌箱、シャッタ装置本体の各取り付け位置は適宜設定可能なものである。さらに、各部材の形状や素材など適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態の自動摂餌量測定装置を示す側面図である。
【図２】この実施形態の自動摂餌量測定装置を示す正面図である。
【図３】この実施形態の自動摂餌量測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この実施形態の自動摂餌量測定装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】この実施形態の自動摂餌量測定装置のコマンド処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 自動摂餌量測定装置
１２ 装置本体
３０ 餌用重量センサ
３２ 動物感知センサ
３４ 餌受け
４０ 餌箱
４２ 給餌窓
４４ ケージ
４６ シャッタ
４８ 摂餌窓
５０ シャッタ駆動部
５２ シャッタ用モータ
５４ シャッタ開閉センサ
５８ トレイ
６２ 体重測定箱
６４ 体重用重量センサ
６８ マイコン
８４ 餌
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小動物を収容するケージと、このケージに隣接して設けられ前記ケージと連通し前記小動物が頭部を挿入可能な開口を有した餌箱と、前記餌箱が載せられ前記餌箱及び内部の餌とともに重量を検知する餌用重量センサと、前記餌箱の開口を開閉可能なシャッタと、このシャッタを開閉駆動するシャッタ駆動部と、前記餌用重量センサからの信号を処理するとともに、前記シャッタ駆動部により前記シャッタの開閉を制御する制御装置とを備え、前記餌箱の餌重量を検知して前記シャッタを開閉制御することを特徴とする自動摂餌量測定装置。
【請求項２】
前記ケージに隣接して設けられ内部が暗くなるように形成され前記小動物が前記ケージから移動自在に設けられた体重測定箱と、前記体重測定箱が載せられ前記小動物とともに重量を検知する体重用重量センサとを備え、前記制御装置は、前記体重用重量センサによる検知信号により前記小動物の体重を検知する請求項１記載の自動摂餌量測定装置。
【請求項１】
小動物を収容するケージと、このケージに隣接して設けられ前記ケージと連通し前記小動物が頭部を挿入可能な開口を有した餌箱と、前記餌箱が載せられ前記餌箱及び内部の餌とともに重量を検知する餌用重量センサと、前記餌箱の開口を開閉可能なシャッタと、このシャッタを開閉駆動するシャッタ駆動部と、前記餌用重量センサからの信号を処理するとともに、前記シャッタ駆動部により前記シャッタの開閉を制御する制御装置とを備え、前記餌箱の餌重量を検知して前記シャッタを開閉制御することを特徴とする自動摂餌量測定装置。
【請求項２】
前記ケージに隣接して設けられ内部が暗くなるように形成され前記小動物が前記ケージから移動自在に設けられた体重測定箱と、前記体重測定箱が載せられ前記小動物とともに重量を検知する体重用重量センサとを備え、前記制御装置は、前記体重用重量センサによる検知信号により前記小動物の体重を検知する請求項１記載の自動摂餌量測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３０６８６０（Ｐ２００７−３０６８６０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３９９７２（Ｐ２００６−１３９９７２）
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【出願人】（５０６１７１７２７）有限会社メルクエスト (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【出願人】（５０６１７１７２７）有限会社メルクエスト (1)
【Ｆターム（参考）】
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