(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-15
(45)【発行日】2023-08-23
(54)【発明の名称】試薬容器の製造方法
(51)【国際特許分類】
G01N 35/02 20060101AFI20230816BHJP
G01N 35/00 20060101ALI20230816BHJP
B65D 25/02 20060101ALI20230816BHJP
【ＦＩ】
G01N35/02 A
G01N35/00 C
B65D25/02 Z
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019109937
(22)【出願日】2019-06-12
(65)【公開番号】P2020201203
(43)【公開日】2020-12-17
【審査請求日】2022-05-27
(73)【特許権者】
【識別番号】595166398
【氏名又は名称】阪神容器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002996
【氏名又は名称】弁理士法人宮田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 勝
【審査官】草川 貴史
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５２４９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５３６１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３０２４０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１７８４３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３５／００－３７／００
Ｇ０１Ｎ １／００－ １／４４
Ｂ６５Ｄ ２５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
各種液体（Ｌ）を収容する合成樹脂製の本体（１１）と、円筒状で合成樹脂製の仕切管（２１）と、で構成された試薬容器の製造方法であり、該本体（１１）の上部には、該仕切管（２１）を差し込むため円筒状の首部（１３）を形成してあり、前記首部（１３）の内周面（１５）と前記仕切管（２１）の外周面（２５）が接触することで該仕切管（２１）が前記本体（１１）に固定され、該内周面（１５）と該外周面（２５）との境界は、その周方向において、双方が弾性変形を生じながら接触している領域と、双方が離れている領域と、が交互に並んでおり、
前記仕切管（２１）の前記外周面（２５）は円断面であり、前記首部（１３）の前記内周面（１５）は中心からの距離が変化する非円断面であり、該内周面（１５）を成形するための型は、前記本体（１１）を成形する型から取り外しが可能であることを特徴とする試薬容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生化学検査で用いる試薬などを収容する試薬容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
血液検査などの生化学検査では、多数の検体を短時間で正確に分析する必要があり、通常は自動分析装置を用い、人の手を介することなく検査が行われる。この自動分析装置は、円盤状のターンテーブルを備え、その上に液体状の試薬が収容された試薬容器を載せ、ターンテーブルを回転させて特定の試薬容器をプローブの直下に移動させ、その後、試薬容器の内部にプローブを差し込んで試薬を吸い上げる構造のものが広く普及しており、試薬容器の形状例を図４に示す。
【0003】
図４の試薬容器は、詳細形状を省略して描いてあるが、本体と仕切管の二要素で構成され、そのうち本体は直方体形状だが、その上面には円筒状の首部を形成してある。また仕切管は、首部に差し込み、ターンテーブルの回転で生じる気泡をせき止める役割を果たし、自動分析装置の誤作動を防ぐ。したがって仕切管の下部には、本体の底面に接触する脚を設けてあるほか、内部に試薬を流入させるため、底板の中央に底穴を設けてあり、液面付近を漂う気泡が内部に入り込むことはない。なお、差し込まれた仕切管の回転を防ぐため、仕切管の上端部にはごく小さい突起を形成してあり、首部の内周面には突起が嵌まり込む小溝を形成してある。そのほか仕切管の外周面には、通気などのため、窓を形成してある。
【0004】
本願発明と関連のある先行技術の例として後記の特許文献が挙げられる。そのうち特許文献１では、自動生化学分析装置などに使用する試薬容器アダプタが開示されている。このアダプタは、試薬容器内の液面付近に存在する気泡による誤作動などを防ぐためのもので、円筒状本体とテーパ状先端部が連続的に形成され、さらにテーパ状先端部の先端に小孔を設けたことを特徴としている。そしてアダプタは、試薬容器上面の開口から試薬中に差し込まれ、小孔からアダプタ内に試薬が導入される。その結果、アダプタ内には、気泡の存在しない試薬液面が形成され、気泡による誤作動などを防ぐことができる。
【0005】
特許文献２では、試薬容器の高速移動による気泡の発生を抑制し、安定して所定量の試薬を吸入可能な試薬容器が開示されている。この試薬容器は、上部に筒状の試薬取出口を設けてあり、その中に筒状の波除アダプタが挿入された構成で、試薬容器の内部を外気と連通させるため、何らかの通路を設けたことを特徴としている。そして通路は、波除アダプタの外側面に設けた溝などであり、遠心力で液面が移動した場合でも、波除アダプタの内側に気泡が発生することを抑制できる。なお波除アダプタの上部には、試薬取出口に密着させるための切り欠きを設けてある。
【0006】
特許文献３では、自動分析器と共に使用する試薬容器が開示されている。この試薬容器は、自動分析器に組み込まれた際の高速移動による試薬の跳ね飛びなどを防ぐためのもので、試薬を収容するボトルにパイプが差し込まれた構成で、ボトルの上壁には、パイプを差し込むための開口部を設けてあり、パイプの内部に分析器プローブを差し込むことで、試薬が吸い上げられる。そしてパイプの管壁には、上下方向に伸びるリブを形成してあり、リブと開口部との干渉嵌合により、パイプがボトルに固着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】公開実用昭和６３－１７２９５５号公報
【文献】特開２０１３－２４２２２１号公報
【文献】特表２０１７－５２４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
生化学検査は広く行われており、そこで使用する試薬容器も膨大な数が必要になる。そのため試薬容器は、量産が前提となり、合成樹脂を金型で成形することになるが、温度変化や金型の摩耗や素材の物性値のばらつきなどによる寸法誤差が避けられず、しかもコストとの兼ね合いから、ある程度の誤差を許容する必要がある。その結果、首部の内径が大きめに仕上がった本体と、外径が小さめに仕上がった仕切管との組み合わせでは、双方の境界に隙間が生じて仕切管を固定することができず、試薬による浮力やターンテーブルの回転で仕切管が大きく飛び出してしまい、検査を正常に進められない恐れがある。また逆に、首部の内径が小さめに仕上がった本体と、外径が大きめに仕上がった仕切管との組み合わせでは、仕切管の差し込みが困難になり、仕切管を無理に押し込むと、いずれかが破損する恐れがある。
【0009】
このような寸法誤差を克服する対策として、前記の特許文献２のように波除アダプタ（仕切管）の上部に切り欠きを設けて弾性を増大させる方法や、前記の特許文献３のようにパイプ（仕切管）の上部にリブを設けるなどの方法が挙げられる。ただし切り欠きを正常に機能させるには、切り欠きが形成される上部だけを大径にする必要があり、波除アダプタを単純な円筒状にすることが難しい。また切り欠きやリブは、その性質上、微細な線状であり、金型の形状が複雑になるほか、成形時に溶融樹脂の流動が不十分になり、本来の形状を得られない恐れもある。加えて仕切管は量産を前提とするため、その製造工程で様々な不確定要素が加わる恐れがあり、信頼性やコストダウンの観点から、その形状はできるだけ簡素化することが望ましい。
【0010】
本発明はこうした実情を基に開発されたもので、首部に差し込む仕切管を安定して本体に固定可能で、しかも仕切管の形状を簡素化できる試薬容器の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、各種液体を収容する合成樹脂製の本体と、円筒状で合成樹脂製の仕切管と、で構成された試薬容器の製造方法であり、該本体の上部には、該仕切管を差し込むため円筒状の首部を形成してあり、前記首部の内周面と前記仕切管の外周面が接触することで該仕切管が前記本体に固定され、該内周面と該外周面との境界は、その周方向において、双方が弾性変形を生じながら接触している領域と、双方が離れている領域と、が交互に並んでおり、前記仕切管の前記外周面は円断面であり、前記首部の前記内周面は中心からの距離が変化する非円断面であり、該内周面を成形するための型は、前記本体を成形する型から取り外しが可能であることを特徴とする試薬容器の製造方法である。
【0012】
本発明による試薬容器は、生化学検査などで用いる自動分析装置に液体状の試薬を供給するためのもので、いずれも合成樹脂製の本体と仕切管の二要素で構成される。そのうち本体は、試薬などの液体を収容するため箱状になり、自動分析装置のターンテーブルに載せられる。そのため本体の下部には、ターンテーブルに固着させるため、何らかの凹凸を設けることがある。また本体の上部には、液体の出入り口となる円筒状の首部を設ける。首部は上下方向に伸び、その上端面は外部に開放している。
【0013】
仕切管は、本体の首部に差し込まれる円筒状のもので、仕切管の内部に自動分析装置のプローブが差し込まれ、所定量の液体が吸い上げられる。そして仕切管は、液面に形成された気泡をせき止める役割を果たし、プローブが差し込まれた際、気泡による自動分析装置の誤作動を防ぐ。ただし、仕切管の内部にも液体を流入させる必要があり、仕切管の下部に流路を確保する。仕切管の下部は、本体の底付近に位置するため、そこから気泡が入り込むことはない。なお仕切管の内部についても、ターンテーブルの回転で液面が波打つことはあるが、その面積の狭さから気泡が発生することはない。
【0014】
首部に仕切管を差し込んだ後、首部の内周面と仕切管の外周面が押し合うことで仕切管の移動が規制され、仕切管が本体に固定された状態になる。この際、首部と仕切管との嵌め合いがきついと、仕切管を所定の位置まで差し込むことが不可能になり、逆に嵌め合いが緩いと、仕切管を固定することができず、浮力などの外力で仕切管が大きく飛び出してしまい、自動分析装置の動作を妨げる恐れがある。そこで本発明では、首部の内周面と仕切管の外周面との境界を輪切り断面から見た場合において、双方が接触している領域と離れている領域が交互に並ぶ構成にする。なお、首部の内周面と仕切管の外周面がこのような関係を有するのは、あくまでも設計上の寸法を意味する。
【0015】
このように、首部と仕切管との接触を連続ではなく断続的とすることで、仕切管の外径が規定の寸法よりもわずかに小さくなった場合でも、首部と仕切管との接触面積が減少するだけで、双方が接触して弾性変形を生じる領域は残存するため、仕切管が固定されることに変わりはない。これとは逆に仕切管の外径が規定の寸法よりもわずかに大きくなった場合、双方の接触面積が増大するが、この接触で押し出された部位は、隣接する隙間に入り込み、双方の接触面が過度に押し合うことを防ぐことができる。
【0016】
加えて、仕切管の外周面は円断面だが、首部の内周面は中心からの距離が変化する非円断面としてある。このように仕切管を単純な円筒状とすることで、その成形に用いる金型の形状などが簡素化され、リブや切り欠きなど、複雑な形状に起因する成形時の不具合を回避でき、高品質を維持しながら低コストでの量産を実現できる。なお、首部の内周面の断面形状例については、多角形の角部を丸めたものや、セレーションのように波形が連続するものが挙げられる。
【0017】
本体の成形に際し、首部を中空にするため、何らかの内型を用いる必要があり、従来、これには円柱状の物を用いているが、この内型は、箱状の本体を成形する金型に対し、容易に取り外すことができる。そのため本発明は、首部の内周面を成形する内型だけを交換することで実現可能で、従来の製造工程や金型をほぼそのまま流用でき、コストダウンの効果が大きい。なお首部の内周面の断面形状については、円に近似しながらも、仕切管との隙間を無理なく確保できる六角形から八角形が最適である。
【発明の効果】
【0018】
請求項１記載の発明のように、本体と仕切管で構成される試薬容器の製造方法において、首部の内周面と仕切管の外周面との境界を周方向になぞると、双方が接触している領域と非接触の領域が交互に並ぶように構成することで、首部と仕切管との間で適度な摩擦を得られ、仕切管を無理なく差し込むことができる。その結果、仕切管は、緩みなく安定して本体に固定することができる。
【0019】
加えて本発明は、寸法誤差にも柔軟に対応可能で、仮に首部の内径が大きめに仕上がったのに対し、仕切管の外径が小さめに仕上がった場合でも、双方が接触して弾性変形を生じる領域が残存しやすく、仕切管を確実に固定することができる。逆に首部の内径が小さめに仕上がったのに対し、仕切管の外径が大きめに仕上がった場合でも、双方が非接触となる領域が一部に残存し、そこに弾性変形で押し出された部位が入り込むことで摩擦の増大が抑制され、仕切管を最後まで差し込むことができる。
【0020】
そのほか、仕切管の外周面を円断面とするほか、首部の内周面を非円断面とすることで、仕切管については、リブや切り欠きや溝や段差などが存在しない単純な円筒状とすることができ、その成形に用いる金型の形状などが簡素化され、高品質を維持しながら低コストでの量産が可能である。なお首部の内周面の成形は、専用の内型を使用するため、内周面の形状が異なる場合でも、この内型だけを交換すればよく、本体の製造工程は従来と変わりがない。しかも首部の内周面は、単純な多角形断面とすることもでき、形状が極端に複雑化することはない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明による試薬容器の形状例を示す斜視図だが、図の下方には、本体と仕切管との嵌め合いを示す横端面を描いてある。
【図3】首部の内周面の形状例を示す横端面図で、首部および仕切管だけを描いてある。
【図4】従来から使用されている試薬容器の形状例を示す斜視図だが、詳細形状は省略して描いてある。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１は、本発明による試薬容器の形状例を示す。この試薬容器は、いずれも合成樹脂製の本体１１と仕切管２１で構成され、そのうち本体１１は直方体形状で、その内部に試薬などの液体Ｌを収容することができる。また本体１１の上部には、液体Ｌの出入り口となる円筒状の首部１３を形成してあるほか、首部１３の周囲には、キャップ３１を取り付けるため、オネジ１８を形成してある。なお首部１３の内周面１５は、円断面ではなく、正八角形断面としてある。
【0023】
仕切管２１は、首部１３に差し込まれ、液面を漂う気泡の流入を防ぐ役割を有し、単純な円筒状だが、その下部には、本体１１の底面に接触する脚２８を設けてあり、また脚２８のすぐ上には、内部を隔離する底板２６を配置してあるが、その中央には底穴２７を設けてある。したがって液体Ｌは、隣接する脚２８同士の隙間から底穴２７を経て仕切管２１の内部に流入する。そのほか仕切管２１の外周面２５には、本体１１の中の空気を外部に開放するため、窓２３を設けてある。窓２３は、液面を考慮した高さに設けてある。
【0024】
仕切管２１は、本体１１に対して回転不能とすることが好ましく、仕切管２１の上端部には、外方に突出するごく小さい突起２４を形成してあり、首部１３の内周面１５には、突起２４が嵌まり込む小溝１４を形成してある。突起２４と小溝１４は、単に仕切管２１の回転を規制できればよく、双方を密着させる必要はない。このように仕切管２１の外周面２５は、突起２４を除き、何らの凹部や凸部や切り欠きや段差も存在しない単純な円周面になっており、その製造工程が簡素化されるほか、品質管理も容易である。なお突起２４は、小溝１４に応じた大きさとしてあり、下方に向けて伸びる筋状ではない。
【0025】
図１の下方には、本体１１と仕切管２１との嵌め合いを示す横端面を描いてある。なおこの図は、仕切管２１を首部１３に差し込んだ後、首部１３および仕切管２１を水平方向に切断して露見する端面を想定している。そして図１の下方左側のように、仕切管２１が小径に仕上がった場合、首部１３との接触範囲が狭くなるが、内周面１５の角部から離れた位置では、双方が接触状態を維持し、その摩擦で仕切管２１が固定される。
【0026】
対して図１の下方右側のように、仕切管２１が大径に仕上がった場合、内周面１５の角部以外で双方が接触するが、内周面１５の角部近傍では非接触の範囲が残るため、双方の摩擦が過度に大きくなることはない。そのため、仕切管２１の差し込みを妨げることはなく、首部１３や仕切管２１が破損することもない。なお図１の下方では、仕切管２１の寸法誤差を想定しているが、首部１３に寸法誤差がある場合についても、これと同様の関係が発生し、仮に首部１３が大径であれば嵌め合いが緩くなり、逆に小径であれば嵌め合いがきつくなる。そのほか図１の下方の左右いずれも、仕切管２１の突起２４が首部１３の小溝１４に嵌まり込み、仕切管２１が回転不能になっている。
【0027】
図１では、首部１３の内周面１５を正八角形断面としてある。このような正八角形や正六角形などは、円に近似するため従来の製品との違いがわずかであり、互換性を確保しやすい。また内周面１５を成形する内型については、角が奇数個の正多角形よりも、偶数個の正多角形とした方が成形時の手間を削減できる場合がある。
【0028】
図２は、図１の本体１１と仕切管２１を半割にした状態を示す。この図に描くように、首部１３の内周面１５は、その上端から下端まで正八角形断面を維持しているため、内周面１５の上下全域で仕切管２１に接触可能である。また仕切管２１の脚２８は、本体１１の底面に接触しており、仕切管２１をこれより深く差し込むことができない。この状態において、本体１１に収容された液体Ｌは、隣接する脚２８同士の間から底穴２７を経て仕切管２１の内部に流入する。
【0029】
図３は、首部１３の内周面１５の形状例を示し、首部１３および仕切管２１の横端面を描いてある。なおこの図では、図１などで描いてある突起２４や小溝１４を省略してある。図の一番上に描いた首部１３の内周面１５は、三角状断面としてあるが、その角部は、必然的に首部１３の中心から大きく遠ざかり、そのままでは首部１３から外れてしまう。そこでこの角部は、円で滑らかに結んでいる。そしてこの首部１３に仕切管２１を差し込むと、等間隔（１２０度間隔）で並ぶ計三箇所で双方が接触し、そこで生じる弾性変形で仕切管２１が固定されるが、その周囲では、首部１３と仕切管２１に隙間がある。
【0030】
図３の中程に描いた首部１３は、その内周面１５を四角状断面としてあり、各辺の中央付近で仕切管２１と接触する。そして図３の一番下に描いた首部１３は、曲面で構成される波形が連続する断面としてあり、その内周面１５のうち、中心に向けて突出した箇所で仕切管２１と接触する。なお図３のいずれについても、大径の仕切管２１を差し込むと、内周面１５と外周面２５との隙間が埋まり、仕切管２１に倣って内周面１５が円断面に近くなる。
【符号の説明】
【0031】
１１ 本体
１３ 首部
１４ 小溝
１５ 内周面
１８ オネジ
２１ 仕切管
２３ 窓
２４ 突起
２５ 外周面
２６ 底板
２７ 底穴
２８ 脚
３１ キャップ
Ｌ 液体（試薬）
１３ 首部
１４ 小溝
１５ 内周面
１８ オネジ
２１ 仕切管
２３ 窓
２４ 突起
２５ 外周面
２６ 底板
２７ 底穴
２８ 脚
３１ キャップ
Ｌ 液体（試薬）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】