JP2013124950A - キュベット用の蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡を残さずにキュベットを液体で満たすこと。
【解決手段】蓋２０は、キュベットボディー４への装着時に液体挿入口１０まで満たされた液体１２を溢出させる溢出誘発部２４と、この溢出誘発部２４により溢出された液体を外部へ導く排出細管２８と、キュベット内部の気泡９を捕集して排出細管２８へ案内する気泡捕集部２６と、排出細管２８に嵌入する封止栓３０と、を備える。これにより、キュベット２を簡単に液体１２で満たすことができる蓋２０を実現できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、キュベット用の蓋に関する。

従来より、分光光度計を用いた測定において、サンプル溶液や、リファレンス用の基準液等を入れる容器としてキュベット（セルとも呼ばれる）ものが知られる。キュベットは、測定用の光線が透過し易いクオーツや、ガラス、透明樹脂で作られた断面が矩形或いは円形の容器である。

キュベットに気泡が残ると測定に影響を与えることが知られている。
キュベットを縦姿勢で保持し測定光を横から当てるタイプの測定器では、仮に気泡が存在しても測定に影響を及ぼさず、むしろ容器内の液体の熱膨張を吸収する意味で有意であった。しかし、キュベットを横姿勢で保持するタイプの測定器では、気泡が容器内に散乱して測定に影響しやすくなる。こうした問題に対応すべく、気泡を容器内の別空間に収容し、横姿勢で保持するタイプの測定器でも安定した測定ができるキュベットも考案されている（例えば、特許文献１）。

特表２０１０−５０６１８９号公報

さて、従来の分光測定器は卓上に静置して使用するのが一般的であったが、キュベットを用いて生体情報を取得する計測器は、小型でウェアラブルな形態が研究・開発されている。その場合、キュベットの保持姿勢は計測中でも変化する可能性が高く、キュベットに僅かでも気泡が残存していると、計測に影響を及ぼしかねない。

本発明は、こうした事情を鑑みてなされたものであり、気泡を残さずにキュベットを液体で満たすことを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の形態は、キュベットへの装着時に当該キュベットの液体挿入口まで満たされた液体を溢出させる溢出誘発部と、前記溢出誘発部により溢出された液体を外部へ導く排出細管と、前記キュベット内部の気泡を捕集して前記排出細管へ案内する気泡捕集部と、前記排出細管に嵌入する封止栓と、を備えたキュベット用の蓋である。

第１の形態によれば、溢出誘発部で液体を溢出させて容器外へ導くことができる。このとき、容器に残存していた気泡も容器内を上昇し、気泡捕集部で捕集されて液体とともに容器外へ導かれる。よって、キュベット内を液体で満たすことができる。

第２の形態は、前記溢出誘発部が、前記キュベットへの装着時に前記液体挿入口から前記キュベット内部に差し込まれる所定部でなり、前記気泡捕集部は、前記所定部の差し込み端部に形成された凹部でなり、前記排出細管は、前記凹部の天頂部から前記所定部を貫通する細管でなる、第１の形態のキュベット用の蓋である。

第２の形態によれば、第１の形態と同様の効果が得られるとともに、気泡をより効果的に捕集することができる。

第３の形態として、前記封止栓は、前記排出細管への嵌入部分の体積が、当該体積分の液体が押し込まれて上昇した後の内圧が前記キュベットの耐圧未満となるように設計されてなる、第１又は第２の形態のキュベット用の蓋を構成することができる。

第３の形態によれば、第１又は第２の形態と同様の効果が得られるとともに、キュベット本体の破損を防ぐことができる。

第４の形態は、前記溢出誘発部、前記排出細管及び前記気泡捕集部を有する蓋本体に螺合することで前記封止栓を前記排出細管に嵌入させる前記封止栓と一体に形成された封止栓装着部、を更に備えた第１〜第３の何れかの形態のキュベット用の蓋である。

第４の形態によれば、第１〜第３の形態の何れかと同様の効果が得られるとともに、封止栓を簡単に排出細管に嵌入させることができる。

第５の形態は、前記溢出誘発部、前記排出細管及び前記気泡捕集部を有する蓋本体に蝶番部を介して接続され、前記封止栓と一体に形成された封止栓装着部、を更に備えた第１１〜第３の何れかの形態のキュベット用の蓋である。

第５の形態によれば、第１〜第３の形態の何れかと同様の効果が得られるとともに、封止栓が蓋本体と一体なので、未使用の蓋の管理や、封止栓の装着作業などの扱いが容易になる。

第６の形態は、前記排出細管から溢出した液体を収容する溢出液体収容部、を更に備えた第１〜第５の何れかの形態のキュベット用の蓋である

第６の形態によれば、第１〜第５の形態の何れかと同様の効果が得られるとともに、溢出した液体を蓋内に収容することができる。

第１実施形態におけるキュベットの構成例を示す分解図。 第１実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 第１実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 第１実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 第２実施形態におけるキュベットの蓋の構成例を示す縦断面図。 第２実施形態におけるキュベットの蓋の構成例を示す上面図。 第２実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 第２実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 第２実施形態におけるキュベットの使用方法について説明するための縦断面図。 蓋の変形例（その１）を示す縦断面図。 蓋の変形例（その２）を示す縦断面図。 蓋の変形例（その３）を示す縦断面図。 蓋の変形例（その３）を示す縦断面図。 蓋の変形例（その４）を示す側面分解図。

〔第１実施形態〕
本発明を適用した第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるキュベット２の構成例を示す分解図である。キュベット２は、キュベットボディー４と、ねじ込み式の蓋２０と、封止栓３０とを備える。

キュベットボディー４は、公知のキュベットやセルと同様に、石英や透明ガラス、透明樹脂で作られており断面が矩形又は円形をしている。主収容部６の上端部には蓋取付ネジ部８が設けられている。蓋取付ネジ部８には、基準溶液やサンプル溶液を入れるために液体注入口１０が開口している。

蓋２０は、合成樹脂で形成されたネジ式キャップであり、内側壁には蓋取付ネジ部８と螺合する内ネジ部２２が形成されている。また、蓋天板の内側には蓋取付時に液体注入口１０内に挿入される円柱状の溢出誘発部２４が下向きに突設されている。そして、溢出誘発部２４の下端（差し込み端部）には気泡捕集部２６が凹設されており、その頂部から蓋２０の天板部を上向きに溢出誘発部２４を貫通するように排出細管２８が設けられている。

気泡捕集部２６は、例えば略半球形や略錐型の空間であって、下側ほど間口が広く上方ほど狭くなる形状を有している。キュベットボディー４内を上昇する気泡は、気泡捕集部２６で捕集され排出細管２８へ案内されることになる。

排出細管２８は、溢出する液体及び気泡捕集部２６で捕集されて気泡捕集部２６の頂部に案内された気泡を蓋２０の天板から外部へ排出する通路である。

封止栓３０は、排出細管２８に挿入され嵌合して封止する栓である。例えば、合成樹脂により形成されている。より望ましくは、排出細管２８に挿入する際、僅かに弾性変形して、密着するような材質を用いると良い。

尚、溢出誘発部２４の体積は、気泡捕集部２６の容積と排出細管２８の容積の和よりも大きくなるように設定されている。また、溢出誘発部２４の外径と、キュベットボディー４の液体注入口１０の内径は、密着嵌合できる程度の嵌め合い誤差を設定すると良い。或いは、蓋２０を弾性合成樹脂で形成することとし、やや変形しつつ且つ液体注入口１０に密着しながら挿入出来るようにするとしても良い。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態におけるキュベット２の使用方法について説明する。先ず、図２に示すように、キュベットボディー４に液体１２を、液体注入口１０一杯まで満たす。液体１２は、基準溶液や測定対象とするサンプル液である。仮に、キュベットボディー４内に気泡９が残っているとする。

次に、図３に示すように、溢出誘発部２４を液体注入口１０に進入させながら、ゆっくりと蓋２０をねじ込んで行く。すると、液体注入口１０の一杯まで満たされていた液体１２は、溢出誘発部２４の進入により押され、気泡捕集部２６から排出細管２８へ導かれる。そして、蓋２０の上面へ溢れ出る。蓋２０の締め込みに伴って適当にキュベット２を振ると、キュベットボディー４内に残留する気泡９も揺り動かされ、やがて上昇して気泡捕集部２６にて捕集されて気泡捕集部２６の頂部から排出細管２８に案内され、排出細管２８から容器外へ出る。

そして、図４に示すように、蓋２０を完全にねじ込んだならば、封止栓３０をゆっくりと排出細管２８に挿入することで嵌合させて封をする。封止栓３０の排出細管２８に挿入される部分の体積は、封止栓３０が挿入されることにより液体１２が加圧されてもキュベットボディー４の耐圧を超えないように設計されている。結果、キュベットボディー４が破損することもなく、キュベット２内は液体１２で満たされることになる。

以上、本実施形態によれば、キュベット２を簡単に液体１２で満たすことができる蓋２０を実現できる。尚、溢出誘発部２４、気泡捕集部２６並びに排出細管２８の数は１つに限らず適宜設けることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。本実施形態は、蓋の構造が第１実施形態と異なる。尚、第１実施形態と同様の構成要素については、同じ符合を付与して説明は省略するものとする。また、キュベットボディー４については第１実施形態と同じであるため図示を省略する。

図５は、本実施形態のキュベットの蓋２０Ｂの構成例を示す縦断面図である。図６は、同蓋の上面図である。蓋２０Ｂは、内キャップ４０と、これに外側から螺合する外キャップ４２とを備えた２重キャップ構造を有する。これに伴い、内キャップ４０の外周壁と、外キャップ４２の内周壁には、互いに螺合する外ネジ部４４と、第２内ネジ部４５とが設けられている。

外キャップ４２の天板内側には、中央に封止栓突起４６が下向きに突設されている。また、係合突起４８が複数個下向きに突設されている。係合突起４８は、内キャップ４０と外キャップ４２とを結合させ、蓋２０Ｂとして一体での締め込み動作を可能にする連結部材である。但し、係合突起４８の径や数は、内キャップ４０がキュベットボディー４の蓋取付ネジ部８に最後までねじ込まれ、更にねじ込み力を加えると係合突起４８が折れる或いは曲がることで倒伏し、外キャップ４２を内キャップ４０に対して更にねじ込み出来るように設定されている。

内キャップ４０の天板には、溢出誘発部２４が下向きに突設され、その下端には気泡捕集部２６が設けられている。そして、内キャップ４０の中心軸に沿って、気泡捕集部２６の頂部から当該内キャップの天板上面へ排出細管２８が貫通している。

本実施形態の溢出誘発部２４は中空になっており、内キャップ４０の上面に開口した溢出液体収容部５０が形成されている。

また、内キャップ４０の天板上面の溢出液体収容部５０の外周には、係合突起４８と同数の倒伏突起収容部５２が凹設されている（図６参照）。そして、倒伏突起収容部５２の底面には、係合突起４８の下端を嵌着できる嵌合凹部５３が設けられている。この嵌合凹部５３に係合突起４８の下端を嵌合させると、図５に示すように、内キャップ４０と外キャップ４２は一体に連結され、蓋２０Ｂ全体のキュベットボディー４への締め込みができるようになる。尚、この状態では、排出細管２８の直上に封止栓突起４６が配置されるが、排出細管２８はまだ塞がれていない。

次に、図７〜図９を参照して、本実施形態におけるキュベットの使用方法について説明する。
図７に示すように、キュベットボディー４に液体１２を、液体注入口１０一杯まで満たし、図８に示すように、溢出誘発部２４を液体注入口１０に進入させながら、ゆっくりとねじ込んで行く。すると、液体注入口１０一杯まで満たされていた液体１２は、溢出誘発部２４の進入により押され、気泡捕集部２６から排出細管２８へ導かれて、内キャップ４０と外キャップ４２との間へ溢れ出る。この溢れ出た液体１２は、溢出液体収容部５０に溜る。蓋２０Ｂの締め込みに伴って、適当にキュベット２を振ると、キュベットボディー４内に残留する気泡９も揺り動かされ、やがて上昇して気泡捕集部２６にて捕集され気泡捕集部２６の頂部で案内されて、排出細管２８から出る。

更に蓋２０Ｂを締め込んでゆくと、やがて内キャップ４０が先行して蓋取付ネジ部８に対して最後までねじ込まれる。ここで、更にねじ込み力を加えると、係合突起４８に加重が集中して倒伏するに至る。倒伏した係合突起４８は、倒伏突起収容部５２内に収容される。係合突起４８による係合が解除されたことにより、外キャップ４２は更にねじ込みが可能となる。外キャップ４２を更にねじ込むと、図９に示すように、やがて封止栓突起４６が排出細管２８内に挿入され封をすることとなる。それと同時に、外キャップ４２の天井下面が内キャップ４０天井上面に密着し、溢出液体収容部５０を密封する蓋として機能する。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、液体１２を漏らさずに、キュベット２Ｂ内を液体１２で満たすことができる。

〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の形態はこれらに限定されるものではなく、適宜構成要素を追加・省略・変更することができる。

例えば、第１実施形態の封止栓３０を着脱自在な構成とすることもできる。具体的には、例えば図１０に示すように、蓋２０Ｃの排出細管２８の上端開口部に、ネジで着脱できるように封止栓装着部２９を設ける。一方、封止栓３０Ｃにはこの封止栓装着部２９に螺合するネジ部６０を設ける。また、封止栓３０Ｃの一端（下端）に排出細管２８を封止する封止栓突起６２を設け、封止栓３０Ｃの他端（上端）にねじ込み操作するためのつまみ部６４を設ける。かくして、簡単に排出細管２８を封止可能となる他、封止栓３０Ｃが着脱自在となり、キュベット２を繰り返し使用することが可能となる。勿論、図１１に示すように、第２実施形態の蓋２０Ｂを同様に改良した蓋２０Ｃ′を構成してもよい。

また別の形態としては、図１２及び図１３に示すように、蓋本体７０の上端部に開閉自在なフリップ式封止栓装着部７２を備えたフリップ型のキャップ構造を有する蓋２０Ｄが考えられる。具体的には、蓋本体７０とフリップ式封止栓装着部７２は、蝶番部７３で揺動自在に連結されている。そして、フリップ式封止栓装着部７２は、天板の中央から下向きに封止栓突起７４を備え、内周面には蓋本体７０と係合して閉状態を維持するための係合片７５を備える。一方の、排出細管２８の外周部にあたる蓋本体７０の上面部には、この係合片７５と係合する係合リップ７６が設けられている。つまり、フリップ式封止栓装着部７２は開閉自在であり、閉じると封止栓突起６２が排出細管２８に挿入され、同細管を封止することができる。そして、係合リップ７６の内側を含むフリップ型封止栓装着部７２と蓋本体７０との間にできる空間が、第２実施形態で示した溢出液体収容部５０と同様に機能する。

また、上記実施形態の蓋は、ねじ込み式のキャップとして例示したが、ねじ込み式の蓋に限らず、図１４に示すような、蓋取付ネジ部８を有しないキュベットボディー４Ｅに差込し込んで封止する差込式の蓋２０Ｅにも同様に適用することができる。図１４では、第１実施形態の蓋２０を改良した例を示しているが、第２実施形態の蓋２０Ｂの構成や、上述の変形例の構成を差込式の蓋に改良して実現しても良い。

２、２Ｂ…キュベット、４，４Ｅ…キュベットボディー、６…主収容部、８…蓋取付ネジ部、９…気泡、１０…注入口、１２…液体、２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ…蓋、２２…内ネジ部、２４…溢出誘発部、２６…気泡捕集部、２８…排出細管、２９…封止栓装着部、３０，３０Ｃ…封止栓、４０…内キャップ、４２…外キャップ、４４…外ネジ部、４５…第２内ネジ部、４６…封止栓突起、４８…係合突起、５０…溢出液体収容部、５２…倒伏突起収容部、５３…嵌合凹部、６０…ネジ部、６２…封止栓突起、６４…つまみ部、７０…蓋本体、７２…フリップ式封止栓装着部、７３…蝶番部、７４…封止栓突起、７５…係合片、７６…係合リップ

Claims (6)

1. キュベットへの装着時に当該キュベットの液体挿入口まで満たされた液体を溢出させる溢出誘発部と、
   前記溢出誘発部により溢出された液体を外部へ導く排出細管と、
   前記キュベット内部の気泡を捕集して前記排出細管へ案内する気泡捕集部と、
   前記排出細管に嵌入する封止栓と、
   を備えたキュベット用の蓋。
2. 前記溢出誘発部は、前記キュベットへの装着時に前記液体挿入口から前記キュベット内部に差し込まれる所定部でなり、
   前記気泡捕集部は、前記所定部の差し込み端部に形成された凹部でなり、
   前記排出細管は、前記凹部の天頂部から前記所定部を貫通する細管でなる、
   請求項１に記載のキュベット用の蓋。
3. 前記封止栓は、前記排出細管への嵌入部分の体積が、当該体積分の液体が押し込まれて上昇した後の内圧が前記キュベットの耐圧未満となるように設計されてなる、
   請求項１又は２に記載のキュベット用の蓋。
4. 前記溢出誘発部、前記排出細管及び前記気泡捕集部を有する蓋本体に螺合することで前記封止栓を前記排出細管に嵌入させる前記封止栓と一体に形成された封止栓装着部、
   を更に備えた請求項１〜３の何れか一項に記載のキュベット用の蓋。
5. 前記溢出誘発部、前記排出細管及び前記気泡捕集部を有する蓋本体に蝶番部を介して接続され、前記封止栓と一体に形成された封止栓装着部、
   を更に備えた請求項１〜３の何れか一項に記載のキュベット用の蓋。
6. 前記排出細管から溢出した液体を収容する溢出液体収容部、
   を更に備えた請求項１〜５の何れか一項に記載のキュベット用の蓋。

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