JP3180120U

JP3180120U - キャップピアッシング用穿孔針

Info

Publication number: JP3180120U
Application number: JP2012005757U
Authority: JP
Inventors: 和了小野木; 晶子馬場
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2022-09-21

Abstract

【課題】自動サンプリング装置ないしは自動分析装置の処理速度や吸引ノズルによる試料の分注精度に影響を与えず、穿刺時にキャップを切り取る必要もなく、穿刺抵抗が小さく真っ直ぐに穿刺可能なキャップピアッシング用穿孔針を提供する。
【解決手段】キャップ４で密封された試料容器３内の試料Ｓを吸引ノズル５で吸引して分注するに当たり、キャップ４を穿刺して吸引ノズル５を試料容器３内に挿入するための通路を形成するのに用いられるキャップピアッシング用穿孔針１を形成する。さらに、両端が開口した筒体の一端側が、第１の角度のもとに斜めカットされ、その斜めカット面の先端側所定領域が、先端を挟んでその両側が外側を向けて傾斜するようにカットされてランセットポイントカット面が形成され、斜めカット面の基端側所定領域における斜めカット面と円筒体の内周面とがなすエッジ部分に面取り加工が施された構造とする。
【選択図】図４

Description

本考案は、キャップで密封された試料容器内の試料を、吸引ノズルにより吸引して所定の位置へ分注するに当たり、キャップを穿刺して吸引ノズルを試料容器内に挿入するための通路を形成するのに用いられるキャップピアッシング用穿孔針に関し、例えば血液分析装置の採血管に収容された血液を吸引して分注する際に用いられるキャップピアッシング用穿孔針に関する。

例えば血液分析措置などの自動分析装置においては、一般に、規定位置に置かれた複数の試料容器にそれぞれ収容された試料を、吸引ノズルにより順次吸引して別の位置に分注する自動サンプリング装置を備えている。血液分析装置などでは、試料の乾燥や変質を防止するため、ＣＴＳ（ＣｌｏｓｅｄＴｕｂｅＳａｍｐｌｉｎｇ）と称されるサンプリング方式が多用される。すなわち、試料はキャップで密封した試料容器内に収容された状態で自動サンプリング装置に供され、吸引ノズルは試料容器の上方から下降してキャップを突き刺し、内部の試料を吸引する。

キャップに吸引ノズル挿入用の穿孔を施すことはピアッシングと称されるが、吸引ノズルにより試料容器のキャップをピアッシングするために、従来、ノズルの先端形状は、斜めにカットしたり（例えば特許文献１参照）、ノ字形（例えば特許文献２参照）、あるいは円錐形としたりして、その側面に吸引口を形成した形状（例えば特許文献３参照）等とされている。

血液分析装置などに用いられる試料容器、つまり採血管は、採血前に真空状態になっているため、採血後も内部にやや陰圧がかかった状態となっている。この採血管に吸引ノズルが穿刺されると、吸引ノズル内部にも陰圧がかかり、試料分注精度が悪化する。そこで、従来は、これを防止するためノズルの外周面に軸線方向に沿った溝を形成し、キャップの穿刺と同時にその溝を通じて採血管内を外気に開放したり、ノズル内部を２重管構造にして圧力開放孔を設けるなどの対策を講じていた。

また、従来、吸引ノズルとは別にキャップをピアッシングする穿孔用針（ピアサ）を設け、そのピアサによりピアッシングした状態で、吸引ノズルを試料容器内に挿入する構成も採用されている（例えば特許文献４、特許文献５参照）。このようなピアサを備えた自動サンプリング装置では、試料容器の上方から円筒状のピアサが下降してキャップを突き刺し、その突き刺した状態でピアサの内側を吸引ノズルが下降して試料容器内の試料を吸引する。吸引完了後は吸引ノズルとピアサが上昇し、分注位置へと移動する。このようなピアサの先端形状は、斜めカットが一般的である。

特開２０００−０７４９２８号公報特表２００１−５０７１３４号公報特開２０１０−００８０８０号公報特開２０１０−０７１６４８号公報国際公開ＷＯ２０１０／６３４７４号公報

ところで、上記した従来の自動サンプリング装置のうち、吸引ノズルによりキャップを直接ピアッシングする装置においては、吸引ノズルによるキャップの穿刺時に生じる切り屑が吸引口に入って詰まることがあった。また、吸引ノズルの先端形状を円錐形としてその側面に吸引口を形成した特許文献３に記載の技術は、この吸引口の詰まりを防止することを目的としたものであるが、この場合、試料容器内の試料の全量を吸引することができず、試料のデッドボリュームが大きくなるという問題があり、しかも、いわゆる水切れが悪くなって最小分注量が多くなってしまうという問題も生じていた。

一方、吸引ノズルとは別にピアサを設けた装置においては、吸引ノズルに対する切り屑の詰まりは生じにくくなるものの、穿刺抵抗が大きく、また、吸引ノズルを内部に収容する比較的径の大きな筒体の先端を斜めカットしたピアサでは、穿刺時にキャップに対して真っ直ぐに刺さらない。そのため、ピアサと吸引ノズルとを同軸に配置した一体型とする必要がある。したがって、吸引ノズルとは別部材のピアサを設けた構成の装置であっても、吸引ノズルにより直接的にキャップを穿刺する装置と同様に、試料分注ごとにキャップをピアッシングする必要があり、例えば同じ試料容器内の試料を複数の位置へ分注する際には、１回ずつピアッシング、吸引、移動、分注（吐出）を繰り返す必要があり、装置の処理速度を上げるのにも限界があるという問題があった。また、ピアサにより何回もピアッシングしていると、キャップの切り屑が生じやすく、その切り屑により吸引ノズルが詰まってしまうこともある。

本考案者らは、装置の処理速度をより速くすることのできる自動サンプリング装置として、吸引ノズルとは別にピアサを備えた装置において、吸引ノズルの駆動機構（水平面上と鉛直方向）とピアサの駆動機構（同じく水平面上と鉛直方向）とを互いに独立したものとした装置を提案している。当該装置によれば、吸引ノズルが分注動作を行っている間に、ピアサが次の試料容器のピアッシングを行ったり、あるいは、同じ試料容器から複数回にわたって試料を分注する場合には、最初にピアサでピアッシングを行った後、吸引ノズルがその内側を通って試料容器内に挿入されることにより試料を吸引し、他の位置に分注している間、ピアサをキャップの穿刺状態で待機させておき、分注後に吸引ノズルを再びそのピアサの内側を通して試料容器内に挿入して吸引を行う、といった動作を可能とし、これにより装置の処理速度を速くすることができる。

本考案は、このような吸引ノズルとピアサの各駆動機構を互いに独立させたものとして、上記のようにそれぞれが個別の動作を行うことによって処理速度を向上させた自動サンプリング装置に用いるのに適したピアサ、つまりキャップピアッシング用穿孔針の提供を課題とするものであり、さらに詳細には、自動サンプリング装置ないしは自動分析装置の処理速度や吸引ノズルによる試料の分注精度に影響を与えることなく、かつ、穿刺時にキャップを切り取ることなく、さらには、穿刺抵抗の小さいキャップピアッシング用穿孔針の提供をその課題としている。

また、本考案の他の課題は、キャップに対して真っ直ぐに穿刺可能なキャップピアッシング用穿孔針を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本考案のキャップピアッシング用穿孔針は、キャップで密封された試料容器内の試料を吸引ノズルで吸引して分注するに当たり、上記キャップを穿刺して上記吸引ノズルを上記試料容器内に挿入するための通路を形成するのに用いられるキャップピアッシング用穿孔針であって、両端が開口し、かつ、その内側を上記吸引ノズルが通過可能な内径寸法を有する筒体の一端側が、第１の角度のもとに斜めカットされ、その斜めカット面の先端側所定領域が、先端を挟んでその両側がそれぞれ外側に向けて傾斜するよう第２の角度のもとにカットされているとともに、上記斜めカット面の基端側所定領域における当該斜めカット面と筒体内周面とのエッジ部分には、面取り加工が施されていることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本考案においては、上記斜めカット面の裏面側の先端部所定領域が、先端を挟んでその両側がそれぞれ外側に向けて傾斜するよう第３の角度のもとにカットされている構成（請求項２）を好適に採用することができる。

本考案は、前記した本考案者らによる提案装置におけるピアサ、つまり吸引ノズルの駆動機構とは別に独立した駆動機構を持ち、吸引ノズルとは必ずしも同軸に位置しないピアサとして用いて、その装置が有する効果を確実なものとする構造を採用するものである。

すなわち、本考案のキャップピアッシング用穿孔針は、全体として両端が開口した筒体であり、その内側を吸引ノズルが通過できる内径寸法を有するものとし、その一端側に、キャップ穿刺用の刃として、第１の角度でもって斜めカット面を形成し、さらにその先端所定領域に、先端を挟んでその両側に外向きに第２の角度をもって傾斜するようにカットした形状の刃、つまりランセットポイントカットを施している。両端が開口した筒体であるため、キャップを穿刺するだけで試料容器内部は直ちに外気に向けて開放されることになり、続いて筒体内部を通して吸引ノズルを試料容器内に挿入して試料を吸引する際には、試料容器内は外気圧と平衡状態となっており、陰圧の影響を受けることなく正確な分注が可能となる。また、穿刺のための刃形状を、第１の角度による斜めカットに加えてその斜めカット面の先端所定領域を第２の角度でカットしたランセットポイントカット形状としているため、穿刺抵抗を低減させることができる。

さらに、斜めカット面の基端側所定領域においては、その斜めカット面と筒体の内周面とが交差するエッジ部分に面取り加工を施しているため、この穿孔針をキャップに突き刺す際には、上記したランセットポイントを伴う斜めカット面からなる鋭角の刃形状を有する先端部分によって小さい穿刺抵抗のもとにキャップを切断するものの、基端側は筒体の内周側の面取り部分と筒体の外周部分における鈍角のエッジが存在するだけであり、キャップは切断されることがない。よって、この穿孔針のピアッシングではキャップから切り取り屑（コア）が生じること、換言すればコアリングが生じることがなく、複数回の分注であっても前記した穿孔針と吸引ノズルの独立的動作で一度のピアッシングでよいことと併せて、吸引ノズルが詰まってしまうおそれがない。

また、請求項２に係る考案のように、上記のランセットポイントカットに加えて、斜めカット面の裏面側の先端所定領域に、先端を挟んでその両側が外向きに傾斜するようにカットした、バックポイントカットを施すことにより、穿孔針の先端部分が実質的に両刃形状となり、キャップに突き刺したときに傾くことなく真っ直ぐに穿刺することができる。

本考案のキャップピアッシング用穿孔針によれば、試料容器のキャップのピアッシング時に、ランセットポイントを伴う斜めカットの刃形状により小さい穿刺抵抗のもとにキャップを穿刺することができるとともに、試料容器内が直ちに外気に向けて開放されることになり、吸引ノズルによる分注精度に悪影響を及ぼすことがない。しかも、キャップはコアリングされることなく穿刺されるため、吸引ノズルが詰まるおそれもない。
また、斜めカットにランセットポイントを追加した刃形状の裏面側に、バックポイントを追加することで、キャップピアッシング用穿孔針をキャップに対して真っ直ぐに穿刺することが可能となる。

本考案の実施形態の正面図（ａ）とそのＢ−Ｂ断面図（ｂ）。本考案の実施形態の刃の形成方法の説明図。本考案の実施形態および他の実施形態の刃形状を説明する正面図（ａ）と斜視図（ｂ）。本考案の実施形態における使用例を示す説明図。

以下、図面を参照しつつ本考案の実施の形態について説明する。
図１に本考案の実施の形態の正面図（ａ）とそのＢ−Ｂ断面図（ｂ）を示す。この実施の形態のキャップピアッシング用穿孔針１は、全体として細長い円筒体であり、その両端が開口しているとともに、その内径は後述する吸引ノズルが通過することのできる寸法とされている。また、一端側に斜めカット面１１が形成され、さらにその斜めカット面１１の先端側の約１／２の領域にランセットポイントカット面１２が形成されている。斜めカット面１１は円筒体の軸線に対して３０°の角度（先端の角度が３０°）となるようにカットされ、ランセットポイントカット面１２は、斜めカット面１１に対して、先端を挟んでその両側に外向きにそれぞれ４５°傾斜するようにカットされている。

また、斜めカット面１１の基端側約１／２の領域における当該斜めカット面１１と円筒体の内周面とが交差するエッジ部分は、面取りが施されてなる面取り加工部１４が形成されている。

以上の刃形状を、その加工方法と併せて詳述すると、図２に示すように、まず、円筒体の一端に３０°の斜めカットを施す（図示の状態）。次に、これにより形成された斜めカット面と、円筒体の内周面とが交差するエッジ部分のうち、斜めカット面の基端側所定領域に面取りを施す。その面取りを施す領域を図２においてＣｆで示す。この面取りを施す領域は、斜めカット面１１の全体のうち、最大で基端側の１／２の領域とする。そして、斜めカット面の軸方向全長をＬとし、その１／２位置と円筒体内周面との交点をＡ，Ａ’とし、斜めカット面の先端の円筒体内周面の位置をＯとしたとき、ＯＡ，ＯＡ’を軸に３０°斜めカット面からそれぞれ外向きに４５°傾けてランセット加工を施す。これにより、図１に示す形状の刃が形成される。

ここで、この実施の形態のキャップピアッシング用穿孔針１の材質は特に限定されるものではないが、ステンレス鋼などを好適に採用することができる。また、ステンレス鋼の表面にＣｒＮコーティングを施すと、硬度が向上し、耐久性が向上する。また、キャップピアッシング用穿孔針１の表面に、ブラスト処理、ローレット加工、ヘアライン加工を行うことによって、穿刺抵抗をより低下させることができる。

以上の斜めカット面１１とランセットポイントカット面１２を有するキャップピアッシング用穿孔針１によれば、ブチルゴム等からなるキャップを突き刺したときの穿刺抵抗が、単に斜めカット面のみを有する従来の穿孔針に比して大幅に減少する。また、基端部の内周側のエッジ部分に面取り加工部１４を形成しているため、基端部側には鋭角のエッジが存在しなくなり、キャップ穿刺時のコアリングの発生を防止することができる。

ここで、以上の例では、筒体の先端部にランセットポイントカットを施した例を示したが、ランセットポイントカットに加えてバックポイントカットを追加することもできる。図３に刃形状の説明図を示す。この図３は、両者の刃形状の説明のためにランセットポイントカットした刃形と、それにバックポイントカットを付け加えた刃形とを併記したものであり、（ａ）の正面図では中心の破線を挟んでその左側のＬＣで示される側がランセットポイントカットした刃形を示し、右側のＬＣ＋Ｂで示される側がランセットポイントカットに加えてバックポイントカットした刃形を示している。また、（ｂ）の斜視図は、（ａ）の正面図で示したものをそのまま斜め方向から見た図である。

ランセットポイントカットの刃形は、先の例で説明したように斜めカット面１１の先端側所定領域に、先端を挟んでその両側にそれぞれ外側を向く斜面となるランセットポイントカット面１２を形成したものであり、バックポイントカットの刃形は、斜めカット面１１の裏側の先端所定領域に、先端を挟んでその両側にそれぞれ外側を向く斜面となるバックポイントカット面１３を形成したものである。このバックポイントカットは、斜めカット面１１の裏面側にも切れ刃を有する刃形であり、これをランセットポイントカットと併用するＬＣ＋Ｂで示す側の刃形を採用することにより、穿刺抵抗が小さく、しかも穿刺時にピアサを真っ直ぐにキャップへ突き刺すことができて好ましい。

次に、以上の本考案の実施の形態の使用方法の例について述べる。図４はその説明図であり、本考案に係るキャップピアッシング用穿孔針１は、例えば血液分析装置における自動サンプリング装置の吸引ノズル５による試料吸引に先立って、試料容器３のキャップ４をピアッシングするためのピアサとして用いられ、特に、吸引ノズル５とは独立した駆動機構（図示略）を持つ装置に適用される。

すなわち、キャップピアッシング用穿孔針１は、アーム２を介して駆動機構（図示略）に装着され、水平面上および鉛直方向に移動する。吸引ノズル５はこれとは別の駆動機構（図示略）により、同じく水平面上および鉛直方向に独立して移動する。試料Ｓを収容してキャップ４により密封された試料容器３は、試料サンプリング位置に位置決めされた状態で、図中横方向の矢印で示す手順のもとにその内部の試料Ｓが吸引され、分注される。

すなわち、まずキャップピアッシング用穿孔針１が試料容器３の直上に位置決めされたうえで下降し（図４（ａ））、キャップ４を穿刺する。このとき、キャップピアッシング用穿孔針１はその上下両端が開口しているので、キャップ４の穿刺により、試料容器３の内部は直ちに外気に向けて開放され、外気圧と平衡状態となる。この状態で吸引ノズル５が上方から下降し（図４（ｂ））、キャップピアッシング用穿孔針１の上側の開口からその内部に挿入され、やがて試料容器３内の試料Ｓにまで到達してこれを吸引する（図４（ｃ））。

規定量の吸引が完了した後、吸引ノズル５は上昇して規定の分注位置へと移動する。その試料容器３内の試料Ｓの分注が１回だけの場合には、吸引ノズル５が分注動作を行っている間、キャップピアッシング用穿孔針１は上昇し、例えば洗浄位置へと移動して洗浄された後、再び試料サンプリング位置の直上に移動して次の試料容器３のピアッシング動作に移行する。一方、同じ試料容器３内の試料を複数回にわたって分注する場合には、吸引ノズル５が分注動作を行っている間、キャップピアッシング用穿孔針１はキャップ４を穿刺した状態で待機する。

以上の動作によれば、ピアサと吸引ノズルが同軸を維持して移動する従来のサンプリング装置に比して処理速度が速くなり、また、吸引ノズル５が試料容器３内に挿入される際には、試料容器３内の気圧は外気圧と平衡状態となっているため、容器内の気圧が分注精度に影響を及ぼすことがない。また、キャップピアッシング用穿孔針１のピアッシング時の穿刺抵抗が小さくなってスムーズなピアッシングが可能となるとともに、コアリングが生じないため、吸引ノズルが詰まるといった不具合もない。

１キャップピアッシング用穿孔針
１１斜めカット面
１２ランセットポイントカット面
１３バックポイントカット面
１４面取り加工部
２アーム
３試料容器
４キャップ
５吸引ノズル
Ｓ試料

Claims

キャップで密封された試料容器内の試料を吸引ノズルで吸引して分注するに当たり、上記キャップを穿刺して上記吸引ノズルを上記試料容器内に挿入するための通路を形成するのに用いられるキャップピアッシング用穿孔針であって、
両端が開口し、かつ、その内側を上記吸引ノズルが通過可能な内径寸法を有する筒体の一端側が、第１の角度のもとに斜めカットされ、その斜めカット面の先端側所定領域が、先端を挟んでその両側がそれぞれ外側に向けて傾斜するよう第２の角度のもとにカットされているとともに、上記斜めカット面の基端側所定領域における当該斜めカット面と筒体内周面とのエッジ部分には、面取り加工が施されていることを特徴とするキャップピアッシング用穿孔針。
上記斜めカット面の裏面側の先端部所定領域が、先端を挟んでその両側がそれぞれ外側に向けて傾斜するよう第３の角度のもとにカットされていることを特徴とする請求項１に記載のキャップピアッシング用穿孔針。