JP3648487B2

JP3648487B2 - 分注装置用ノズルチップ

Info

Publication number: JP3648487B2
Application number: JP2002056182A
Authority: JP
Inventors: 雅明竹田; 隆由齋藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: DE60306699D1; EP1340545B1; EP1340545A2; DE60306699T2; US20030165408A1; US7361312B2; JP2003254873A; EP1340545A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分注装置用ノズルチップに関し、特に、ノズルチップの形態の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分注装置においては、ノズル基部に対してノズルチップが装着され、それらによってノズルが構成される。ノズルにより試薬、試料などの液体が吸引され、また吐出される。使用後のノズルチップは必要に応じて廃棄され、その後、ノズル基部に対して新しいノズルチップが装着される。ノズルチップは通常、樹脂製の一体成形品として製作される。
【０００３】
図３には、比較例としてのノズルチップの一例が示されている。この例では、ノズルチップ１０は、チップヘッド１２、胴部１４、段差部１６、先端部１８によって構成される。チップヘッド１２は、ノズル基部８が圧入される開口部１２Ａを有し、胴部１４よりも肥大した形態を有する。胴部１４はほぼストレートな形態を有するが、厳密には先細となっている。先端部１８は、液体の吸引及び吐出を行う先端開口（小孔）１８Ａを備え、それ全体として先細形状（テーパー形状）を有する。胴部１４の下端部分１４Ａは、先端部１８の上端部分１８Ｂよりも太く、このためそれらの連結部分には丸みを帯びつつも段差が生じており、つまり段差部１６が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ノズルチップ１０を使用する場合、対象容器２０にノズルチップ１０を挿入する時点で、対象容器２０とノズルチップ１０との間に相対的な位置決め誤差が生じると、対象容器２０の上部開口２０Ａに段差部１６つまり顎状の出っ張りが衝突あるいは引っ掛かる可能性がある。つまり、その場合には、段差部１６の外表面がノズル中心軸に対して急峻な斜面を構成するために、胴部１４を対象容器２０内へ円滑に差し込むことが難しいという問題がある。この問題は、チップラックに対して未使用ノズルチップをセットする場合にも同様に指摘できる。一方、先端部１８の肉厚は一般に薄く、かかる部位を構造的に補強したいという要請もある。
【０００５】
本発明の目的は、ノズルチップが対象容器の上部開口に当たるような場合でも、対象容器内にノズルチップが円滑に挿入されるようにすることにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ノズルチップにおいて先端部を構造的に強化することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、分注装置においてノズル基部に対して着脱自在に装着されるディスポーザブル型のノズルチップであって、前記ノズル基部が装着される開口部を有するチップヘッドと、前記チップヘッドの下方側に設けられた胴部と、前記胴部の下方側に設けられ、液体の吸引及び吐出を行う先端開口を備え、前記胴部よりも細い先細形状を有する先端部と、前記胴部の下端部分と前記先端部の上端部分との間に設けられ、段差状の形態を有する段差部と、を有し、前記胴部の下端部分から前記段差部を越えて前記先端部の外表面上にわたって、ノズル軸回りに均等間隔でノズル軸方向に伸長する張出部として複数のフィンが形成され、前記各フィンにおける尾根面としての上面の上端のレベルは前記胴部の下端部分の外表面レベルに一致し、前記各フィンにおける尾根面としての上面の下端のレベルは前記先端部の中間部分の外表面レベルに一致し、前記先端部の外表面が斜面を構成し、それに対して前記各フィンの上面が前記先端部の中間部分から上方へ更に斜面を構成し、前記複数のフィンは、前記ノズル基部に装着された当該ノズルチップを対象容器に挿入する場合において対象容器の上部開口内へ前記胴部を案内するためのガイド手段として機能し、また、前記先端部を補強する補強手段として機能する、ことを特徴とする。望ましくは、前記各フィンは、前記先端部における前記中間部分の外径に相当する幅よりも薄い厚みをもった略三角形の板状の形態を有する。望ましくは、前記先端部の内面は先細形状を有する。
【０００８】
上記構成によれば、胴部の下端部分から段差部を越えて先端部の外表面上にわたって（つまり、少なくとも段差部及びその近傍に）、張出部が形成されているため、その張出部の形態を適宜設定することによって、例えば、挿入時の案内作用、構造強化などといった所望の作用を発揮させることができる。ここで、張出部は、フィン、突出部、リブといったようなものを包摂する。張出部は、ノズルチップ軸方向に伸長する略三角板状の形態を有する。
【０００９】
望ましくは、前記張出部は、ノズル軸方向に伸長するフィンである。射出成形時における型抜き、あるいは、フィンのスロープ作用などを考慮すると、フィンはノズル軸方向に直交せずに、当該方向に伸長しているのが望ましい。
【００１０】
望ましくは、前記フィンは、その上端から下端にかけて徐々に低くなった形態を有する。望ましくは、前記フィンの上端のレベルは前記胴部の下端部分の外表面レベルに一致し、前記フィンの下端のレベルは前記先端部の中間部分の外表面レベルに一致する。
【００１１】
上記構成によれば、対象容器にノズルチップを挿入する際において、先端部が先細形状を有し、先端部の外表面が先細の斜面を構成し、それに対して更に、フィンの上面（尾根面）が緩やかな斜面を構成し、その尾根面のガイドによって、段差部が対象容器の上部開口に当たった際の衝撃を緩和し、また、引っ掛かりを未然に防止できる。つまり、対象容器内にノズルチップを円滑に挿入することが可能となる。なお、対象容器は一般に容器ラックの挿入孔に保持され、その挿入孔と対象容器との間には若干の隙間（例えば１〜２ｍｍ程度）が存在する。よって、ノズルチップの対象容器への当接により、対象容器の姿勢又は位置を若干変化させることは一般に可能である。もちろん、ノズルチップ側の水平方向の位置を適応的に変化させあるいは制御してもよい。また、上記フィンの存在によって、チップラックのチップ孔に対してノズルチップを挿入してセットする場合にも、その挿入を円滑に行える。
【００１２】
望ましくは、ノズル軸回りに均等間隔で、複数のフィンが形成される。望ましくは、前記フィンの個数は３〜８の中のいずれかの数である。この構成によれば、ノズルチップの向きや対象容器への接触方位によらずに、上記の案内作用を発揮させることができる。
【００１３】
望ましくは、当該ノズルチップは樹脂製の一体成形品である。
【００１４】
（２）望ましくは、分注装置においてノズル基部に対して着脱自在に装着されるノズルチップであって、前記ノズル基部が装着される開口部を有するチップヘッドと、前記チップヘッドの下方側に設けられた胴部と、前記胴部の下方側に設けられ、液体の吸引及び吐出を行う先端開口を備え、前記胴部よりも細い先端部と、前記胴部の下端部分と前記先端部の上端部分との間に設けられ、段差状の形態を有する段差部と、前記胴部の下端部分から前記段差部を越えて前記先端部の外表面上にわたって、対象容器の上部開口内へ前記胴部を案内するためのガイド手段が形成される。
【００１５】
また、望ましくは、分注装置においてノズル基部に対して着脱自在に装着されるノズルチップであって、前記ノズル基部が装着される開口部を有するチップヘッドと、前記チップヘッドの下方側に設けられた胴部と、前記胴部の下方側に設けられ、液体の吸引及び吐出を行う先端開口を備え、前記胴部よりも細い先端部と、前記胴部の下端部分と前記先端部の上端部分との間に設けられ、段差状の形態を有する段差部と、前記胴部の下端部分から前記段差部を越えて前記先端部の外表面上にわたって、前記先端部を補強する補強手段が形成される。
【００１６】
（３）ここで、比較例を検討する。上述した段差部の引っ掛かりを防止又は軽減するために、胴部の外径（特にその下端部分の外径）を細くして、斜面の傾斜を緩やかにすることも考えられる。しかし、その場合には、ノズルチップの内容積が減少してしまうという問題がある。
【００１７】
一方、段差部の斜面の傾斜角度を緩やかにするために、先端部のテーパー角度を大きくしたり、先端部の長さを短くしたり（段差部を長くしたり）することもできる。しかし、その場合には、先端部内に形成されている流路の内径が増大したり、その流路が短くなったりし、分注動作の上で、幾つかの重要な問題が生じる。例えば、先端部内の細い流路が極端に短くなると、液体の吸引時に流速が突発的に増大して胴部内に液体が吹き上がる（噴水が生じる）という現象が生じやすくなり、また、液体の吐出時にも圧力調整が難しく、このため分注誤差が生じやすくなる。更に、ノズルチップ内に液体を保有している状態で液漏れが生じやすくなる。なお、分注装置の中には、ノズルチップに対して光ビームをスキャンさせて液面検出を行う装置があるが、その場合において、細くなった先端部に対する液面検出は一般に困難である。このため、先端部内に液面が位置する確率を低くするように、液面検出の観点からは先端部内の容積はできるだけ小さい方がよい。
【００１８】
一方、段差部におけるくびれ部分に材料を充填してその部分を肉厚としつつ、くびれ部分を完全に解消し、これによって段差部の傾斜を緩やかにすることもできる。しかし、その場合には、材料を不必要に消費することになり、また、肉厚部分あるいはその付近に成形上の寸法のくるいや割れなどが生じやすくなる。よって、肉厚方式は実際上のデメリットが大きい。
【００１９】
本発明によれば、張出部あるいはフィンといった部材によって、以上あげたような問題を解消しつつも、例えば、円滑な挿入、構造強化といった利点を得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には、本発明に係るノズルチップの好適な実施形態が示されており、図１はその正面図である。このノズルチップは、分注装置において、ノズル基部に対して着脱自在に装着されるディスポーザブル型のノズルチップである。
【００２２】
図１において、ノズルチップ２８は、その上方から下方にかけて、チップヘッド３０、胴部３２、段差部３４及び先端部３６を有する。各部分は連結されており、具体的には、ノズルチップ２８は透明な樹脂によって構成される一体成形品である。
【００２３】
チップヘッド３０は図示されていないノズル基部が圧入される開口部３０Ａを有する。またチップヘッド３０の側面には複数の凹凸が形成されている。このチップヘッド３０は、胴部３２の上端部分３２Ｂよりも水平方向に肥大している。
【００２４】
胴部３２は、それ全体としてほぼストレートな円筒形状を有しているが、実際には、胴部３２は先細に形成されており、その側面のテーパー角度は例えば１度である。
【００２５】
先端部３６は、先細形状を有し（先端部３６の外面及び内面が先細の斜面形状を有する）、その先端開口３６Ａによって液体の吸引及び吐出がなされる。図示されるように、先端部３６の上端部分３６Ｂよりも胴部３２の下端部分３２Ａのほうが太くなっており、その両部分の間に段差部３４が形成されている。段差部３４の外表面はノズルチップ中心軸に対してかなり傾斜した面として構成されている。
【００２６】
本実施形態において、胴部３２の下端部分３２Ａから段差部３４を超えて先端部３６の中間部分３６Ｃにかけて水平方向に突出した複数のフィン４０が形成されている。具体的には、ノズルチップ中心軸回りにおいて、均等の角度で各フィン４０が形成されており、図１に示す例では、９０度間隔で４つのフィン４０が形成されている。
【００２７】
フィン４０は図示されるように、段差部３４の斜面を緩和するスロープ板として機能し、フィン４０は略三角形状を有している。フィン４０の上端レベルは胴部３２の下端部分３２Ａの外表面レベルに一致している。また、フィン４０の下端レベル４０Ｂは、先端部３６における中間部分３６Ｃの外表面レベルに一致している。
【００２８】
図２には、図１に示したノズルチップ２８の斜視図が示されている。上述したように、ノズルチップ２８の段差部３４及び先端部３６にはノズルチップ軸方向に伸長する４つのフィン４０が形成されているが、もちろんフィン４０の個数はそれには限定されない。ただし、３個〜８個のフィンを設けるのが実際上望ましい。
【００２９】
図１において、参考までに各部分の寸法を説明すると、胴部３２の下端部分３２Ａにおける内径が６．４ｍｍであり、その外径は８ｍｍである。また、先端部３６の上端部分３６Ｂにおける内径は例えば３ｍｍであり、その外径は４．６ｍｍである。また、先端部３６の外表面がノズルチップ中心軸となす角度は例えば１３度であり、フィン４０の上面すなわち尾根面がノズルチップ中心軸となす角度は例えば２０度である。つまり、先端部３６の外表面が斜面を構成し、それに対してフィン４０の上面が更に斜面を構成する。上記のように薄い略三角板状のフィンの厚さは、図１及び図２に示される構成において、先端部３６における中間部分３６Ｃの外径に相当する幅よりも小さく、例えば０．５ｍｍである。ただし、以上あげた各数値は一例であってこれ以外の値を採用し得る。
【００３０】
図１及び図２に示したノズルチップ２８によれば、段差部３４近傍に複数のフィン４０が設けられているため、段差部３４に対象容器の上部開口が当たりそうになっても、上部開口は実際にはフィン４０の尾根面に当たることになり、その尾根面が段差部３４の斜面よりも緩やかな斜面を構成しているため、対象容器の内部に胴部３２を円滑に導くことが可能となる。そのようなノズルチップと対象容器との衝突は頻繁に生ずるものではないが、万が一にもそのような衝突が生じた場合には、フィン４０の作用によってノズルチップ２８の挿入を円滑に行うことができる。
【００３１】
また、先端部３６は比較的肉薄に形成されるが、上記の複数のフィン４０がリブとして機能することにより、先端部３６の構造を強化することが可能となる。例えば、何らかの外力によって先端部３６の軸芯が微小ながら曲がってしまうようなことを複数のフィン４０によって未然に防止することができる。
【００３２】
また成形上においても、このような複数のフィン４０が存在すれば、先端部３６の成形誤差を著しく改善することができる。さらに、段差部３４を完全に肉厚とした場合に比べて、隣接するフィン４０間に隙間３４Ａが形成されるため（図１及び図２に示されるようにその隙間に先端部の外表面が現れる）、材料コストを低減できると共に、段差部３４を肉厚にした場合の寸法のくるいや割れなどの問題を未然に防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ノズルチップを対象容器に対して円滑に挿入することが可能となる。また、本発明よれば、先端部の構造を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るノズルチップの好適な実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に示すノズルチップの斜視図である。
【図３】比較例としてのノズルチップを示す断面図である。
【符号の説明】
２８ノズルチップ、３０チップヘッド、３２胴部、３４段差部、３６先端部、４０フィン。

Claims

分注装置においてノズル基部に対して着脱自在に装着されるディスポーザブル型のノズルチップであって、
前記ノズル基部が装着される開口部を有するチップヘッドと、
前記チップヘッドの下方側に設けられた胴部と、
前記胴部の下方側に設けられ、液体の吸引及び吐出を行う先端開口を備え、前記胴部よりも細い先細形状を有する先端部と、
前記胴部の下端部分と前記先端部の上端部分との間に設けられ、段差状の形態を有する段差部と、
を有し、
前記胴部の下端部分から前記段差部を越えて前記先端部の外表面上にわたって、ノズル軸回りに均等間隔でノズル軸方向に伸長する張出部として複数のフィンが形成され、
前記各フィンにおける尾根面としての上面の上端のレベルは前記胴部の下端部分の外表面レベルに一致し、
前記各フィンにおける尾根面としての上面の下端のレベルは前記先端部の中間部分の外表面レベルに一致し、
前記先端部の外表面が斜面を構成し、それに対して前記各フィンの上面が前記先端部の中間部分から上方へ更に斜面を構成し、
前記各フィンは、前記先端部における前記中間部分の外径に相当する幅よりも薄い厚みをもった略三角形の板状の形態を有し、
前記複数のフィンは、前記ノズル基部に装着された当該ノズルチップを対象容器に挿入する場合において対象容器の上部開口内へ前記胴部を案内するためのガイド手段として機能し、また、前記先端部を補強する補強手段として機能する、
ことを特徴とする分注装置用ノズルチップ。
請求項１記載のノズルチップにおいて、
隣接するフィン間に隙間が形成されてその隙間に前記先端部の外表面が現れることを特徴とする分注装置用ノズルチップ。
請求項１記載のノズルチップにおいて、
前記先端部の内面は先細形状を有することを特徴とする分注装置用ノズルチップ。
請求項１〜３記載のいずれかに記載のノズルチップにおいて、
当該ノズルチップは樹脂製の一体成形品であることを特徴とする分注装置用ノズルチップ。