JP2024035700A

JP2024035700A - 測定装置

Info

Publication number: JP2024035700A
Application number: JP2022140321A
Authority: JP
Inventors: 凱呉
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2022-09-02
Publication date: 2024-03-14
Also published as: CN117647569A; US20240074679A1; EP4332560A1

Abstract

【課題】端子がセンサの接触面から受ける垂直抗力をする。【解決手段】センサが挿入される挿入口とセンサと接触する複数の端子とを備え、センサの挿入完了までの間、端子はセンサの接触面の上を摺動し、センサが挿入口に挿入された状態でセンサに付着された液体試料が含有する測定対象成分を測定する測定装置であって、センサの接触面には、挿入方向の後端側に位置する第一電極群と、より先端側に位置する第二電極群とが設けられ、複数の端子は、挿入領域の挿入により接触面から垂直抗力を受けるとともに、挿入口に近い側において第一電極群と接触する第一端子群と、挿入口から遠い側において第二電極群と接触する第二端子群と、を含み、センサが挿入口に挿入された状態で、第一端子群が接触面から受ける垂直抗力の総和は、第二端子群が接触面から受ける垂直抗力の総和よりも小さい。【選択図】図７

Description

本発明は、センサが挿入された状態で、このセンサに付着させた液体試料が含有する測定対象成分を測定する測定装置に関する。

ディスポーザブルタイプのセンサと自己血糖測定装置（以下、測定装置）とを利用した血糖測定システムが広く利用されている。このようなシステムでは、測定装置内にセンサが挿入されて、両者は電気的に接続される。このような接続の具体例として、下記特許文献１に記載の技術のように、センサの測定用電極から連続して延びる導電性の端子部分に、測定装置のコネクタの揺動側端子を接触することで電気的に接続されるものが挙げられる。

近年、１つのセンサで血糖だけではなく、ヘマトクリットのような第２、第３の情報を得ることが求められている。このため、センサにおいて導電性の端子部分の数を多くするニーズがある。そこで、下記特許文献２に記載の技術のように、センサの挿入方向に延びる第１の導電部群（コネクタ内部揺動側金属端子群）と、センサの挿入方向と交わる方向に伸びる第２の導電部群（コネクタ群）を備えた測定装置が提案されている。また、下記特許文献３に記載の技術のように、長手方向に２列の導電部群を備えた測定装置及びそれに対応するテストストリップが提案されている。

一方、測定装置と試験片との摩擦を低減する技術として、下記特許文献４に記載されているように、コネクタのアーム部の形状を工夫した技術が開示されている。

ＷＯ２００４／１１２２００Ａ１特開２０１９－２１５３４３号公報ＵＳ２０１８／０１７２６１６Ａ１ＷＯ２００７／１２１９６６Ａ１

上記したような先行技術においては、センサを測定装置に挿入する際、挿入開始位置から挿入完了位置に至るまでに、測定装置側に設けられた端子と、センサ表面との間に摩擦が不可避的に生ずる。この摩擦によってセンサ表面の配線や、端子表面のメッキが損傷を受けることがあった。

本開示の第１の態様は、センサが挿入される挿入口と、挿入口の内部でセンサと接触する複数の端子と、を備え、センサの挿入開始から挿入完了までの間、端子は前記センサが端子と相対する接触面の上を摺動し、センサが挿入口に挿入された状態で、センサに付着された液体試料が含有する測定対象成分を測定する測定装置であって、センサのうち、挿入口の内部に挿入される部分である挿入領域において端子と接触する接触面には、挿入方向の後端側に位置する第一電極群と、第一電極群よりも先端側に位置する第二電極群とが設けられ、複数の端子は、接触面を押圧することで接触面から垂直抗力を受けるとともに、挿入口に近い側において第一電極群と接触する第一端子群と、挿入口から遠い側において第二電極群と接触する第二端子群と、を含み、前記センサが前記挿入口に挿入された状態で、第一端子群が接触面から受ける垂直抗力の総和は、第二端子群が接触面から受ける垂直抗力の総和よりも小さい。

本願の実施態様によれば、端子がセンサの接触面から受ける垂直抗力を低減することが可能となる。

実施形態の測定装置の外観を模式的に示す斜視図である。センサの概略構成を模式的に示す平面図（Ａ）及びＩＩの方向から見た上流部分の断面図（Ｂ）である。測定装置の挿入口の内部における端子の形状の概略構成を模式的に示す斜視図である。図３の端子の形状の概略構成を模式的に示す側面図である。図３の端子の形状の概略構成を模式的に示す平面図である。測定装置にセンサが挿入され始めた状態を模式的に示す斜視図である。測定装置にセンサが挿入され終わった状態を模式的に示す斜視図である。図７の状態を側面視で示す。センサと第一端子群との接触状態を模式的に示す平面図である。センサと第二端子群との接触状態を模式的に示す平面図である。端子がセンサの接触面から受ける垂直抗力とセンサに生ずる重力との関係を模式的に示す。

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。さらに、下記で言及した各電極の機能についてはあくまで一例であって、本発明の構成はそれに限定されるものではない。

以下の説明では、センサに点着された液体試料が流路内で流動する方向に沿って、「上流側」及び「下流側」を定義している。

本実施形態の測定装置は、センサが挿入される挿入口と、挿入口の内部でセンサと接触する複数の端子と、を備え、センサの挿入開始から挿入完了までの間、端子はセンサが端子と相対する接触面の上を摺動し、センサが挿入口に挿入された状態で、センサに付着された液体試料が含有する測定対象成分を測定する。

液体試料とは、測定装置による測定に供される液体状の試料であって、たとえば、生体から採取される体液であって、具体的には、血液及び尿がその例として挙げられる。測定対象成分とは、液体試料に含有され、測定装置によって定量的または定性的に測定可能な成分である。液体試料が血液の場合、測定対象成分としては、血糖、ヘモグロビン又はＨｂＡ１ｃ等が挙げられる。液体試料が尿の場合、測定対象成分としては、尿糖、ビリルビン又は尿蛋白等が挙げられる。以下、液体試料としての血液について、測定対象成分として血糖値を測定する例について述べる。

ここで、センサのうち、前記挿入口の内部に挿入される部分である挿入領域において端子と接触する接触面には、挿入方向の後端側に位置する第一電極群と、第一電極群よりも先端側に位置する第二電極群とが設けられている。

換言すると、センサを測定装置へ挿入する側から見れば、第一電極群はセンサの手前側に位置し、第二電極群はセンサの奥側に位置する。第一電極群及び第二電極群は、センサの接触面に形成された基板上に、金属材料又は炭素材料で形成された電極層として形成することができる。ここで、第一電極群と第二電極群とは、それぞれ異なる目的で使用されるものであって、互いに絶縁されていることが望ましい。

また、測定装置において、複数の端子は、センサの挿入領域の挿入で生ずる応力、たとえば弾性変形により前記接触面を押圧することで該接触面から垂直抗力を受ける。さらに、複数の端子は、挿入口に近い側において第一電極群と接触する第一端子群と、挿入口から遠い側において第二電極群と接触する第二端子群と、を含む。加えて、センサが挿入口に挿入された状態で、第一端子群がセンサの接触面から受ける垂直抗力の総和は、第二端子群がセンサの接触面から受ける垂直抗力の総和よりも小さい。

複数の端子はそれぞれ、銅、黄銅、リン青銅、鉄若しくはステンレス鋼のような金属材料、又は炭素材料のような導電材料により形成することができ、さらに、ニッケルメッキ、スズメッキ、クロムメッキ、パラジウムメッキ又は金メッキ等の表面処理が施される。

複数の端子はそれぞれ、センサが挿入されると、センサが挿入されていない状態に比べ、センサの厚みの分だけ弾性変形のような応力を被る。この応力の復元力によって、端子はセンサの接触面を押圧し、この反力として接触面から垂直抗力を受ける。

センサが測定装置に挿入された状態で、第一端子群は第一電極群と接触し、第二端子群は第二電極群と接触する。センサの挿入が開始されると、第一端子群がまずセンサの先端に接触する。さらにセンサの接触面が第一端子群と摺動しながら、センサは挿入口の奥へ挿入されていく。そして、センサの挿入が完了する間際になって初めて、第二端子群がセンサの先端に接触することになる。よって、第一端子群がセンサの接触面上で移動する距離は、第二端子群がセンサの接触面上で移動する距離よりも長くなっている。

したがって、センサの接触面上でより長い距離を移動する第一端子群と、センサの接触面との間で生ずる損傷を低減させるため、第一端子群がセンサの接触面から受ける垂直抗力の総和を、第二端子群がセンサの接触面から受ける垂直抗力の総和よりも小さくしている。

なお、上記した第一端子群及び第二端子群が受ける垂直抗力の相違についての構成は、たとえば、第一端子群の端子の各々について挿入領域の挿入により生ずる撓み量を、第二端子群の端子の各々について挿入領域の挿入により生ずる撓み量よりも小さくすることで実現することができる。

さらに、複数の端子の各々は、取付基部と、取付基部から挿入口の方向へ延伸する延伸部と、延伸部の先端側で接触面の位置する方向へ屈曲して接触面と接触する接触部と、を有する構成として、第二端子群の端子の延伸部は、第一端子群の端子の延伸部より接触面の位置する側の近くに位置しているように構成することが望ましい。この構成により、上記したような、第一端子群の撓み量を、第二端子群の撓み量より小さくする構成を実現しやすくすることができる。

さらに、前記第二端子群の端子の一部は二股に分かれている構成とすることが望ましい。このような構成とすることで、第二端子群の個々の接触部に生ずる垂直抗力を低減させつつ、第二端子群に生ずる垂直抗力の総和を大きくすることが可能となる。

図１は、本実施形態に係る測定装置１の外観を示す斜視図である。本実施形態は、一例として、測定装置１を、携帯型の血糖値計とした場合の例である。図１において、測定装置１としての携帯型の血糖値計と、この測定装置１に着脱可能に構成されたセンサ２とが設けられている。センサ２は、本開示の試験用具の一例である。このセンサ２には、後述の流路２ａ内に液体試料（たとえば、患者の血液）が導入されるように流路２ａの導入口としての試料供給口２ｄと、液体試料が導入されたことによる流路２ａ内の空気を排出するための空気孔２ｅが形成されており、液体試料中の測定対象成分（たとえば、血糖）を検出するための機能を有するように構成されている。図１に示す測定装置１は、センサ２を装着した状態で、たとえば、液体試料が患者の血液の場合、携帯型の血糖測定器又は血糖自己測定メータなどの血糖値計として使用することができる。

また、測定装置１は、本体１ａを備えており、この本体１ａには、短冊状のセンサ２を挿入するための挿入口１ｂが設けられている。また、本体１ａには、センサ２に所定の電圧信号を供給し、センサ２から測定結果を示す電流信号を受け取ってＡ／Ｄ変換する電圧印加器（図示せず）が設けられている。また、本体１ａには、たとえばマイクロプロセッサにて構成されるとともに、測定装置１の各部の制御を行う制御部（図示せず）が設けられている。制御部は、センサ２に対して、所定の電圧信号を電圧印加器から供給させるとともに、電圧信号の供給に応じたセンサ２からの電流値に基づいて、測定値を示す測定データを生成する。測定部で得られた測定データは記録部（図示せず）に記録される。制御部で得られた測定データは、測定時間又は患者ＩＤなどと関連付けて、記録部に記録されるようになっている。

また、本体１ａには、測定データを表示する表示画面１ｃと、外部機器とデータ通信するためのコネクタ１ｄとが設けられている。このコネクタ１ｄは、外部機器としてのスマートフォンなどの携帯機器又はパーソナルコンピュータなどとの間で、測定データ、測定時間、患者ＩＤなどのデータを送受信するようになっている。すなわち、測定装置１では、コネクタ１ｄを介在させて、外部機器に測定データ又は測定時間を転送したり、外部機器から患者ＩＤ等を受信して測定データなどと関連付けたりすることができるように構成されている。

なお、上記の説明以外に、たとえば上記制御部をセンサ２の端部に設けて、センサ２の側で測定データを生成する構成でもよい。また、測定装置１の本体１ａにおいて、患者などのユーザがデータを入力するためのボタン、タッチパネル等の入力部を含むユーザインタフェースを備えてもよい。また、表示画面１ｃ又は記録部などを本体１ａに設けずに、本体１ａと接続可能な外部装置に設ける構成であってもよい。

図２は、本実施形態の測定装置１で使用されるセンサ２を模式的に示す平面図（Ａ）及びＩＩの方向から見た上流部分の断面図（Ｂ）である。なお、図中において、上側が上流側であり、下側が下流側である。センサ２においては、たとえば、合成樹脂（プラスチック）を用いて形成された基板２ｈ上に、たとえば、金（Ａｕ）のような金属材料、又はカーボンのような炭素材料を用いて形成された電極層が形成される。電極層の上に、被覆領域として矩形状の切抜部を有するスペーサ２ｉ、さらにその上に空気孔２ｅが形成された合成樹脂製のカバー２ｊが積層される。基板２ｈ、スペーサ２ｉ、及びカバー２ｊの積層により、スペーサ２ｉの切抜部によって形成された試料供給口２ｄを有する空間が形成され、この空間が流路２ａとなる。空気孔２ｅは流路２ａの下流端付近に形成されている。センサ２の下流端付近は、カバー２ｊで覆われずに電極が露出した領域となっていて、上流側の第一測定領域２ｂと、下流側の第二測定領域２ｃとに截然と分割されている。また、センサ２の下流端側の、測定装置１の挿入口１ｂに挿入される領域が挿入領域２ｆであり、第一測定領域２ｂ及び第二測定領域２ｃに加えカバー２ｊの下端部分までも含んでいる。

本実施形態において、電極層は、第一電極群１０としての第一測定電極１１、第二測定電極１２、第三測定電極１３、第四測定電極１４及び第五測定電極１５、並びに第二電極群２０としての第一参照電極２１、第二参照電極２２及び第三参照電極２３として形成される。

第一電極群１０は、液体試料が含有する測定対象成分の測定に用いられる電極である。第一電極群１０の各電極は、第一測定領域２ｂにおいて、長手方向に平行に配され、図２中の左から、第四測定電極１４、第二測定電極１２、第五測定電極１５、第一測定電極１１及び第三測定電極１３となっている。なお、第四測定電極１４、第五測定電極１５及び第三測定電極１３はいずれも第一測定領域２ｂの下流端まで達しているが、第二測定電極１２及び第一測定電極１１は第一測定領域２ｂの下流端の手前で止まっている。

第一電極群１０の各電極は、カバー２ｊの下でセンサ２の上流端側の流路２ａ内まで延伸し、流路２ａの長手方向と直交する方向にそれぞれが平行して流路２ａ内に露出している。すなわち、流路２ａ内には、上流側から、第三点着端１３ａ、第四点着端１４ａ、第一点着端１１ａ、第二点着端１２ａ及び第五点着端１５ａが平行して配されており、これらはそれぞれ、第三測定電極１３、第四測定電極１４、第一測定電極１１、第二測定電極１２及び第五測定電極１５の上流端である。なお、隣接する各電極間は絶縁されている。たとえば、物理蒸着によって形成された金属材料によって電極層が形成されている場合には、レーザ光で所定の電極パターンを描くこと（以下、「トリミング」という。）により各電極間が絶縁されている。また、炭素材料を用いて形成された電極層の場合では所定の間隔を空けてそれぞれの電極が形成される。

第一測定領域２ｂの下流側には、第一測定領域２ｂとトリミングによって絶縁された第二測定領域２ｃが設けられている。第二測定領域２ｃには、電極層と同じく導電性材料によって第二電極群２０が形成される。第二電極群２０は、測定対象成分の測定には直接関与しないが、センサ２のロット若しくは個体識別、センサ２の挿入検知又は品質管理等の周辺情報の取得に用いられる電極である。

第二電極群２０には、レーザ光でトリミングされた切断線２５によって、図２中において、右側の第一参照電極２１、左側の第二参照電極２２及び中央の略矩形状の第三参照電極２３の３つの領域に画されている。ただし、第一参照電極２１と第二参照電極２２とは、第三参照電極２３の下流側では切断線２５で隔てられ直接は導通していないものの上流側では導通している。また、第二参照電極２２と第三参照電極２３とは、第三参照電極２３の下流縁左側で導通している。第一参照電極２１と第三参照電極２３とは、切断線２５で隔てられ直接は導通していない。

図３は、測定装置１の挿入口１ｂの内部における端子の形状の概略構成を示す斜視図である。また、図４は、図３の端子の形状の概略構成を模式的に示す側面図である。測定装置１の内部には、挿入口１ｂから挿入されるセンサ２を支持するセンサ支持台１ｅが設けられている。そして、このセンサ支持台１ｅの上方に、測定装置１の奥側に取付基部５０（図４参照）を有するとともに、挿入口１ｂに向かって延設される複数の端子が位置している。複数の端子のうち、より挿入口１ｂの近くまで先端が延伸しているのが第一端子群３０である。また、複数の端子のうち、先端がより挿入口１ｂから遠くに位置しているのが第二端子群４０である。換言すると、挿入口１ｂから第二端子群４０までの距離は、挿入口１ｂから第一端子群３０までの距離よりも長い。

図４に示すように、第一端子群３０及び第二端子群４０のいずれも、取付基部５０と、取付基部５０からセンサ支持台１ｅに向かって９０°屈曲した屈曲部５１と、屈曲部５１の下端から、センサ支持台１ｅとの間で距離を保ちつつ挿入口１ｂに向かって延伸する延伸部５２と、延伸部５２の先端で、センサ支持台に向かって略Ｖ字状に屈曲する接触部５３とで構成される。第一端子群３０及び第二端子群４０のいずれも、センサ２が挿入されていない状態では、接触部５３とセンサ支持台１ｅとの間には、センサ２の厚みに満たない距離の間隙が保たれている。また、第二端子群４０の端子の延伸部５２は、第一端子群３０の端子の延伸部５２よりもセンサ支持台１ｅの近くに位置している。さらに、第一端子群３０の接触部５３とセンサ支持台１ｅとの間の間隙Δ_１、及び、第二端子群４０の接触部５３とセンサ支持台１ｅとの間の間隙Δ_２はいずれも、センサ２の第一測定領域２ｂ及び第二測定領域２ｃの厚さＴ（図８参照）よりも短く、かつ、間隙Δ_１は間隙Δ_２よりも長い。

図５は、図３の端子の形状の概略構成を模式的に示す平面図である。図中、上方は挿入口１ｂの側を示す。第一端子群３０は、図中左から、第四測定端子３４、第二測定端子３２、第五測定端子３５、第一測定端子３１及び第三測定端子３３となっていて、それぞれ、図２に示す第四測定電極１４、第二測定電極１２、第五測定電極１５、第一測定電極１１及び第三測定電極１３と接触することとなっている。第一測定端子３１及び第二測定端子３２の先端は、第三測定端子３３、第四測定端子３４及び第五測定端子３５の先端よりも、より挿入口１ｂの側に位置している。

一方、第二端子群４０は、図中左から、第二参照端子４２、第三参照端子４３及び第一参照端子４１となっていて、それぞれ、図２に示す第二参照電極２２、第三参照電極２３及び第一参照電極２１と接触することとなっている。第三参照端子４３の先端は、第一参照端子４１及び第二参照端子４２の先端よりも、より挿入口１ｂの側に位置している。また、第二端子群４０のうち、第一参照端子４１及び第二参照端子４２の先端は二股に分かれている。

図５の図面下方に位置する取付基部５０の位置では、図中左から、第一端子群３０のうちの第四測定端子３４、第二測定端子３２及び第五測定端子３５、次いで第二端子群４０のうちの第二参照端子４２、第三参照端子４３及び第一参照端子４１、さらに第一端子群３０のうちの第一測定端子３１及び第三測定端子３３の順に配列されている。そして、第一端子群３０のうちの第四測定端子３４、第二測定端子３２及び第五測定端子３５は、左寄りの位置から中心に寄りつつ、挿入口１ｂの方へ延伸する。一方、第一端子群３０のうちの第一測定端子３１及び第三測定端子３３は、右寄りの位置から中心に寄りつつ、挿入口１ｂの方へ延伸する。第二端子群４０の３本はいずれも、真っ直ぐに挿入口１ｂの方へ延伸する。

図６は、測定装置１にセンサ２が挿入され始めた状態を模式的に示す斜視図である。センサ２が測定装置１に挿入され始めると、接触面２ｇ上の電極のうち、第二電極群２０がまず挿入口１ｂの内部に挿入される。そして、挿入口１ｂに近い側に位置する第一端子群３０を上方へ弾性変形で撓ませながら、第一端子群３０とセンサ支持台１ｅとの間にセンサ２の先端が進入する。さらにセンサ２を挿入していくと、第一電極群１０が挿入口１ｂの内部に進入する。そして、挿入口１ｂから遠い側に位置する第二端子群４０を上方へ弾性変形で撓ませながら、第二端子群４０とセンサ支持台１ｅとの間にセンサ２の先端が進入する。この状態で、図７の斜視図及び図８の側面図に示すように、第一端子群３０が第一電極群１０と接触し、同時に、第二端子群４０が第二電極群２０と接触したところで、センサ２の挿入口１ｂへの挿入は完了する。

ここで、第一端子群３０のうち最も挿入口１ｂに近い端子（すなわち、第一測定端子３１及び第二測定端子３２、図５参照）が接触面２ｇ上を摺動する距離Ｄ_１は、第二端子群４０のうち最も挿入口１ｂから遠い端子（すなわち、第一参照端子４１及び第二参照端子４２、図５参照）が接触面２ｇ上を摺動する距離Ｄ_２よりも長い。そして、第一端子群３０の接触部５３を、センサ２が撓ませる距離、換言すると第一端子群３０の撓み量（Ｔ－Δ_１）は、第二端子群４０の撓み量（Ｔ－Δ_２）よりも小さい。

図７及び図８に示す、センサ２の挿入が完了した状態を、図９及び図１０の平面図に示す。ただし、図９では第二端子群４０が省略され、図１０では第一端子群３０が省略されている。センサ２が測定装置１に挿入された状態では、図９に示すように、第一測定端子３１は第一測定電極１１に接触し、第二測定端子３２は第二測定電極１２に接触し、第三測定端子３３は第三測定電極１３に接触し、第四測定端子３４は第四測定電極１４に接触し、第五測定端子３５は第五測定電極１５に接触する。同時に、図１０に示すように、第一参照端子４１は第一参照電極２１に接触し、第二参照端子４２は第二参照電極２２に接触し、第三参照端子４３は第三参照電極２３に接触する。

センサ２が挿入された測定装置１によって、液体試料としての血液が含有する測定対象成分（たとえば、血糖）が測定可能となる。ここで、具体的な測定対象成分の測定に関与する第一電極群１０のうちの上流側のいずれか（たとえば、第一点着端１１ａ）の上に、測定対象成分と反応する試薬を塗布しておいて、液体試料によりこの試料が溶解されて測定対象成分と反応することにより生ずる電位差を第一端子群３０を通じて検知することによって測定対象成分の含有量を測定することが可能となる。本実施形態の例でいえば、センサ２の試料供給口２ｄに血液を点着させると、上流側から第三点着端１３ａ、第四点着端１４ａ、第一点着端１１ａ、第二点着端１２ａ及び第五点着端１５ａを浸漬しつつ、毛細管力によって流路２ａを下流に向かって流れる。この間、たとえば、第一測定電極１１及び第二測定電極１２によって血糖値（すなわち、グルコース濃度）が測定され、流路２ａにおいてその上流側に位置する第三測定電極１３及び第四測定電極１４によって血液のその他の指標（たとえば、ヘマトクリット値）が測定され、流路２ａにおいて最も下流側に位置する第五測定電極１５を用いて血液の流路２ａへの点着量が十分であるかが検出される。一方、第二電極群２０は、測定対象成分の測定には直接関与しないが、センサ２の個体識別又は品質管理等の周辺情報の取得に用いられる。なお、液体試料をあらかじめ点着させておいたセンサ２を測定装置１に挿入することとしてもよい。

ここで、図４に示すように、第一端子群３０及び第二端子群４０の各電極は、取付基部５０を支点とする片持ち梁とみなすことができる。そして、各電極の長さをＬ、縦弾性係数をＥ、断面二次モーメントをＩ、接触部５３に加えられる力をＰとすると、接触部５３の撓み量δは下記式（１）にて与えられる。

δ＝（ＰＬ^３）／（３ＥＩ）・・・（１）

上記式（１）をＰについて変形すると、下記式（２）が導出される。

Ｐ＝（３ＥＩ／Ｌ^３）・δ ・・・（２）

すなわち、同じ電極においては、力Ｐは撓み量δに比例することになる。ここで、図４に示す状態から、センサ２が挿入されて図８に示すように各電極が上方に距離δだけ撓まされたときに、各電極の接触部５３は、センサ２の接触面２ｇから、上記式（２）で求められる力Ｐの垂直抗力を受けることになる。

ここで、各電極の材質及び断面積が同一であると仮定すれば、第一端子群３０の撓み量（Ｔ－Δ_１）は第二端子群４０の撓み量（Ｔ－Δ_２より）より小さく、さらに、第一端子群３０は第二端子群４０より長いので、上記式（２）より、第一端子群３０に生ずる垂直抗力は、第二端子群４０に生ずる垂直抗力よりも小さくなる。

図１１は、センサ２を装着した状態の測定装置１を模式的に示す。本図に示すように、第一端子群３０にかかる垂直抗力の総和Ｎ_１は、第二端子群４０にかかる垂直抗力の総和Ｎ_２よりも小さい。

また、第二端子群４０より小さい垂直抗力の第一端子群３０は、接触面２ｇ上で摺動する距離（Ｄ_１）は第二端子群４０より長い。よって、第一端子群３０の摺動による、接触面２ｇ及び接触部５３の表面損傷の可能性を低減させることができる。一方、より大きい垂直抗力の第二端子群４０は接触面２ｇ上で摺動する距離（Ｄ_２）はより短いので、第二端子群４０の垂直抗力による表面損傷の影響はより小さい。なお、接触面２ｇにおいて、第一端子群３０が摺動する領域の一部（たとえば、第三測定端子３３、第四測定端子３４及び第五測定端子３５において端子が接触する部位と、第三参照端子４３において端子が接触する部位との間の表面）を摩擦力を低減させる物質（たとえば、潤滑オイル）でコーティングしたり、あるいは、表面粗さを低減させる表面処理を施したりすることで、第一端子群３０と接触面との摩擦力を低減させ表面損傷を低減させることが望ましい。

なお、図４及び図８に示すように、接触面２ｇとの摺動距離がより長い第一端子群３０が上段に配置され、接触面２ｇとの摺動距離がより短い第二端子群４０が下段に配置されているので、第一端子群３０のバネ弾性係数を第二端子群４０のバネ弾性係数より低くしやすくできる。この構成も、第一端子群３０にかかる垂直抗力を第二端子群４０に係る垂直抗力より小さくすることに寄与している。

また、第二端子群４０の一部、具体的には第一参照端子４１及び第二参照端子４２の接触部５３は、図５に示すように先端が二股に分かれている。これにより、接触部５３の先端の個々に生ずる垂直抗力をより小さく設定しても、垂直抗力の総和を一定に設定することができる。

なお、本開示の実施態様においては、第一端子群３０のうち、最も挿入口１ｂに近い端子（具体的には、第一測定端子３１及び第二測定端子３２）に生ずる垂直抗力の総和より、第二端子群４０のうち、最も挿入口１ｂから遠い端子（具体的には、第一参照端子４１及び第二参照端子４２）に生ずる垂直抗力の総和が大きいことが望ましく、後者が前者の２倍以上であることがより望ましい。

（１）実施例１
実施例１のセンサでは、図５に示す各端子の諸元を下記表１のように設定した。なお、垂直抗力は、下記表１に掲げた撓み量だけ各端子を撓ませるのに要する力をフォースゲージ（ＤＰＸ－０．５Ｔ、ＩＭＡＤＡ）を用いて測定した値を示している（以降の表においても同様）。

なお、上記表１中の第一参照端子及び第二参照端子の数値は、各々二股となっている先端のそれぞれについてのものである。上記表１より、第一端子群の垂直抗力の総和は１．０Ｎ（＝０．２Ｎ×５）となり、第二端子群の垂直抗力の総和は１．８Ｎ（＝０．２Ｎ＋０．４Ｎ×４）となった。よって、第一端子群の垂直抗力の総和は、第二端子群の垂直抗力の総和よりも小さい。

また、センサの質量は０．１ｇであるから、センサにかかる重力Ｇは９．８×１０^－４Ｎとなる。ここで、接触面の静止摩擦係数をμ′とすると、第一端子群の垂直抗力の総和は上記したように１．０Ｎなので、第一端子群と接触面との間に生ずる静止摩擦力Ｆ_１は１．０μ′（Ｎ）となる。同様に、第二端子群の垂直抗力総和は上記したように１．８Ｎなので、第二端子群と接触面との間に生ずる静止摩擦力Ｆ_２は１．８μ′（Ｎ）となる。そして、この静止摩擦係数μ′は、Ｆ_１＜Ｇ、かつ、Ｆ_２＞Ｇとなるように設定すること、換言すると下記式（３）の数値範囲に設定することが望ましい。

５．４×１０^－４＜μ′＜９．８×１０^－４・・・（３）

（２）実施例２
実施例１のセンサでは、図５に示す各端子の諸元を下記表２のように設定した。

本実施例では、最も挿入口に近く、接触面上の移動距離が最も長い端子（すなわち、第一測定端子及び第二測定端子）の垂直抗力の総和（０．２Ｎ×２＝０．４Ｎ）より、最も挿入口から遠く、接触面上の移動距離が最も短い端子（すなわち、第一参照端子及び第二参照端子）の垂直抗力の総和（０．８Ｎ×４＝３．２Ｎ）の方が大きく、具体的には２倍以上である。

（３）実施例３
最も単純には、第一端子群を、接触面上の移動距離が等しい４本とし、第二端子群も、接触面上の移動距離が等しい４本として、下記表３に示す諸元に設定することもできる。

すなわち、本実施例では、第二端子群の垂直抗力の総和（０．６Ｎ×４＝２．４Ｎ）は、第一端子群の垂直抗力の総和（０．３Ｎ×４＝１．２Ｎ）の２倍となっている。

本発明は、センサを装着して液体試料が含有する測定対象成分を測定する測定装置に利用可能である。

１測定装置
１ｂ挿入口
２センサ
２ｆ挿入領域
２ｇ接触面
１０第一電極群
２０第二電極群
３０第一端子群
４０第二端子群

Claims

センサが挿入される挿入口と、前記挿入口の内部で前記センサと接触する複数の端子と、を備え、前記センサの挿入開始から挿入完了までの間、前記端子は前記センサが該端子と相対する接触面の上を摺動し、前記センサが前記挿入口に挿入された状態で、前記センサに付着された液体試料が含有する測定対象成分を測定する測定装置であって、
前記センサのうち、前記挿入口の内部に挿入される部分である挿入領域において前記端子と接触する前記接触面には、挿入方向の後端側に位置する第一電極群と、前記第一電極群よりも先端側に位置する第二電極群とが設けられ、
前記複数の端子は、前記接触面を押圧することで該接触面から垂直抗力を受けるとともに、前記挿入口に近い側において前記第一電極群と接触する第一端子群と、前記挿入口から遠い側において前記第二電極群と接触する第二端子群と、を含み、
前記センサが前記挿入口に挿入された状態で、前記第一端子群が前記接触面から受ける垂直抗力の総和は、前記第二端子群が前記接触面から受ける垂直抗力の総和よりも小さい、
測定装置。
前記第一端子群の端子の各々について前記挿入領域の挿入により生ずる撓み量は、前記第二端子群の端子の各々について前記挿入領域の挿入により生ずる撓み量よりも小さい、請求項１に記載の測定装置。
前記複数の端子の各々は、
取付基部と、
前記取付基部から前記挿入口の方向へ延伸する延伸部と、
前記延伸部の先端側で前記接触面の位置する方向へ屈曲して該接触面と接触する接触部と、
を有し、
前記第二端子群の端子の前記延伸部は、前記第一端子群の端子の前記延伸部より前記接触面の位置する側の近くに位置している、請求項２に記載の測定装置。
前記第二端子群の端子の一部の接触部は二股に分かれている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の測定装置。